DE102010046907A1 - Method for forming robust one shot-interferometer i.e. short coherency interference microscopy, involves evaluating interferogram for determination form, micro form, ripple and/or roughness or optical path length - Google Patents

Method for forming robust one shot-interferometer i.e. short coherency interference microscopy, involves evaluating interferogram for determination form, micro form, ripple and/or roughness or optical path length Download PDF

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Abstract

The method involves generating electromagnetic radiation by spatial short coherency interferences. Object and reference beam bundles are folded to each other on a rasterized detector (131). A signal maximum or signal minimum is formed in the spatial interferogram on the detector, where the spatial interferogram is detected by the detector. The spatial interferogram is evaluated for determination spacing, depth, profile, form, micro form, ripple and/or roughness or optical path length in or at a biological object or technical object (101) or object detail. An independent claim is also included for an arrangement for operating a robust one shot-interferometer in a form of short coherency interference microscopy, comprising a triple mirror arrangement.

Description

Stand der TechnikState of the art

Der Einsatz eines Tripelreflektors im Strahlengang X eines Michelson-Interferometers lässt sich bereits bei F. Twyman und A. Green finden, s. a. US-Patent 1 565 533 , 8, aus dem Jahr 1923 [1]. Dieser Ansatz ermöglicht die Kompensation der Wellenfront-Inversion, welche im Strahlengang U durch die Kombination Objektiv mit rückreflektierendem Planspiegel in der Brennebene gegeben ist.The use of a triple reflector in the beam path X of a Michelson interferometer can already be found in F. Twyman and A. Green, sa U.S. Patent 1,565,533 . 8th , from 1923 [1]. This approach allows the compensation of wavefront inversion, which is given in the beam path U by the combination lens with reflective plane mirror in the focal plane.

Als Stand der Technik werden hier das klassische Linnik-Interferometer, das als optische Anordnung bereits in 6 in [1] dargestellt ist, sowie die bereits genannte Anordnung gemäß 8 in [1] mit einem Tripelreflektor im Strahlengang eines Michelson-Interferometers angesehen.As the state of the art here are the classic Linnik interferometer, which already as an optical arrangement in 6 in [1], as well as the already mentioned arrangement according to 8th in [1] with a triple reflector in the beam path of a Michelson interferometer viewed.

Stand der Technik ist hier auch das Interferometer, vorgeschlagen 1988 von K. Körner und H. Fritz, gemäß den Patentschriften DD 282 371 A7 [2] bzw. auch US 4,983,042 [3]. Die Anwendung dieses Interferometers wurde in folgendem Fachartikel dargestellt: G. Spur, K. Körner, H. Fritz, L. Nyársik und E. Uhlmann: ”Optical Measurement of Micro-Topography of Ultra-Precision Manufactured Surfaces”, Tagungsunterlagen: 7th International Conference an Production/Precision Engineering (7th ICPE), Chiba/Tokyo, Japan, 15.–17. September 1994, S. 639–643, Advancement of Intelligent.Production: Eiji Usui. (Editor), © 1994 Elsevier Science B. V./The Japan Society for Precision Engineering , [4].The state of the art here is also the interferometer, proposed in 1988 by K. Körner and H. Fritz, according to the patents DD 282 371 A7 [2] or also US 4,983,042 [3]. The application of this interferometer was presented in the following article: G. Spur, K. Körner, H. Fritz, L. Nyársik and E. Uhlmann: "Optical Measurement of Micro-Topography of Ultra Precision Manufactured Surfaces", conference papers: 7th International Conference on Production / Precision Engineering (7th ICPE), Chiba / Tokyo, Japan, 15.-17. September 1994, pp. 639-643, Advancement of Intelligent. Production: Eiji Usui. (Editor), © 1994 Elsevier Science BV / The Japan Society for Precision Engineering , [4].

Hierbei sind – im Gegensatz zur Anordnung nach F. Twyman und A. Green – die Strahlteilungs- und Strahlvereinigungsfläche im Interferometer deutlich voneinander separiert und dabei zueinander parallel angeordnet. Im Objektarm ist ein Messobjektiv zur Objektbeleuchtung und zur mikroskopischen Objektabbildung und im Referenzarm ist ein Tripelreflektor zur Strahlführung mit Wellenfrontinversion und Strahlführung mit vorbestimmtem Parallelversatz angeordnet, so dass nach der Rekombination die Lateral-Shear der beiden interferierenden Wellenfronten vollständig eliminiert werden kann. Durch diese Interferometer-Anordnung ist bei qualifizierter Nutzung für die interferometrische, flächenhafte Rauheits- oder Profilmessung an nano-präzisions-bearbeiteten Oberflächen eine Tiefen-Messunsicherheit tief im Sub-Nanometer-Bereich erreichbar, da hierbei der interferometrische Referenzspiegel virtueller Natur ist, der somit physikalisch bedingt, frei von Restrauheit sowie Partikeln ist. Der Raumeckenpunkt und die Kanten des Tripelreflektors können sich bei diesem Interferometer vorteilhafterweise außerhalb des genutzten Strahlenganges befinden, wodurch sich im Referenzstrahlengang die unerwünschte Streustrahlung, insbesondere vom Raumeckenpunkt, stark vermindert.Here are - in contrast to the arrangement according to F. Twyman and A. Green - the beam splitting and beam combination surface in the interferometer clearly separated from each other and arranged parallel to each other. The object arm has a measuring objective for object illumination and for microscopic object imaging, and a triple reflector for beam guidance with wavefront inversion and beam guidance with a predetermined parallel offset is arranged in the reference arm so that the lateral shear of the two interfering wavefronts can be completely eliminated after recombination. This interferometer arrangement, with qualified use for interferometric, areal roughness or profile measurement on nano-precision machined surfaces, achieves a deep measurement uncertainty deep in the sub-nanometer range, since the interferometric reference mirror is of a virtual nature, thus physically conditionally, free of residual roughness and particles. The corner point and the edges of the triple reflector can be located in this interferometer advantageously outside of the used beam path, which greatly reduces the unwanted scattered radiation, in particular from the corner point in the reference beam path.

Diese oben genannten Interferometer vermeiden am Ausgang des Interferometers, also bei der Interferenz, die Wellenfront-Inversion von Objekt- und Referenzstrahlung zueinander. Diese Vermeidung der Wellenfront-Inversion zueinander ist eine zwingend notwendige Voraussetzung für die Interferenzauswertung von Messpunkten im Messfeld außerhalb der optischen Achse des Messobjektivs bei der Nutzung räumlich inkohärenter oder partiell inkohärenter Lichtquellen.These interferometers mentioned above avoid the wave front inversion of object and reference radiation at the output of the interferometer, that is to say in the case of interference. This avoidance of the wavefront inversion from one another is an absolutely necessary prerequisite for the interference evaluation of measurement points in the measurement field outside the optical axis of the measurement objective when using spatially incoherent or partially incoherent light sources.

Bei einem Interferenzmikroskop mit dem Objektiv im Objektarm oder einem Interferometer mit Messobjektiv im Objektarm und jeweils nur einem Planspiegel im Referenzarm besteht dagegen eine hier sehr schädliche Wellenfront-Inversion der interferierenden Wellen zueinander, da im Gegensatz zum Objektarm am Planspiegel – also im Referenzarm – keine Wellenfront-Inversion erzeugt wird. Dies kann zum vollständigen Verschwinden der Interferenzerscheinung bei der Nutzung räumlich inkohärenter oder räumlich partiell inkohärenter Lichtquellen führen. Die Einführung einer Wellenfront-Inversion auch im Referenzarm ist deshalb bei der Interferometrie mit mikroskopischer Abbildung im Objektarm eine zwingend notwendige Voraussetzung für eine linienhafte und flächige interferenz-mikroskopische One-Shot-Vermessung eines Objekts ohne mechanischen Scan.In an interference microscope with the lens in the object arm or an interferometer with measuring lens in the object arm and only one plane mirror in the reference, however, there is a very harmful wavefront inversion of the interfering waves to each other, as in contrast to the object arm on the plane mirror - ie in the reference arm - no wavefront Inversion is generated. This can lead to the complete disappearance of the interference phenomenon when using spatially incoherent or spatially partially incoherent light sources. The introduction of wavefront inversion also in the reference arm is therefore an essential prerequisite for interferometric microscopy imaging in the object arm for a linear and area-like interference-microscopic one-shot measurement of an object without a mechanical scan.

Dies ist bei einer Anordnung gemäß der Offenlegungsschrift DE 10 2006 015 387 A1 [5] von M. Hering, W. Happold, S. Herrmann, C. Knoll, W. Osten und K. Körner gegeben. Hier in [5] ist eine interferometrische Messvorrichtung auf der Basis der Weißlicht-Interferometrie, auch als Kurzkohärenz- Interferometrie bekannt, beschrieben, bei der die Wellenfronten des reflektierten Objektstrahls und die des reflektierten Referenzstrahls mittels einer Neigungsvorrichtung um einen bestimmten Winkelbetrag 2 × delta-alpha zueinander geneigt sind, so dass ein räumliches Interferogramm als One-Shot-Datensatz auf einem gerasterten Detektor entstehen kann. Beispielsweise ist dieser Winkelbetrag hier in einer modifizierten Linnik-Interferometer-Anordnung durch einen Kippspiegel, der vom Licht auf dem Weg zur Detektion nur einmalig passiert wird, realisiert. Mit diesem Messverfahren können ein oder mehrere räumliche Interferogramme, auch als Linienstapel auf einer Matrixkamera, als One-Shot-Datensätze in der Zeitdauer einer Bildaufnahme vollständig zur Verfügung gestellt werden. Die Einführung einer Wellenfront-Inversion im Referenzarm ist hierbei gegeben.This is in an arrangement according to the disclosure DE 10 2006 015 387 A1 [5] by M. Hering, W. Happold, S. Herrmann, C. Knoll, W. Osten and K. Körner. Here in [5] is described an interferometric measuring device based on white-light interferometry, also known as short-coherence interferometry, in which the wavefronts of the reflected object beam and that of the reflected reference beam are tilted by a certain angular amount 2 × delta-alpha are inclined to each other, so that a spatial interferogram can arise as a one-shot data set on a screened detector. For example, this angle is realized here in a modified Linnik-interferometer arrangement by a tilting mirror, which is only once passed by the light on the way to detection. With this measurement method, one or more spatial interferograms, even as a line stack on a Matrix camera, as one-shot data sets in the period of an image recording are made completely available. The introduction of a wavefront inversion in the reference arm is given here.

Von besonderem Vorteil ist bei diesem Ansatz mit dem Kippspiegel im kollimierten Strahlengang, dass die Ortsfrequenz für die Schwerpunktwellenlänge, beziehungsweise die Schwerpunktwellenzahl, im räumlichen Interferogramm am Ausgang des Interferometers in erster Näherung nicht von der Neigung der Objektoberfläche in Relation zum Interferometer beeinflusst wird. Diese Invarianz der Ortsfrequenz stellt einen großen Vorteil für die Auswertung von räumlichen Interferogrammen dar.Of particular advantage in this approach with the tilting mirror in the collimated beam path, that the spatial frequency for the centroid wavelength, or the center of gravity wave number, in the spatial interferogram at the output of the interferometer in a first approximation is not affected by the inclination of the object surface in relation to the interferometer. This invariance of the spatial frequency represents a major advantage for the evaluation of spatial interferograms.

Diese in [5] beschriebene nachgeordnete Neigungsvorrichtung ist jedoch in der Regel recht anfällig für unerwünschte Dejustierungen und somit ist das Interferometer in der Regel auch nicht langzeitstabil. Damit kann sich auch die Signalform eines kurzkohärenten räumlichen Interferogramms in weitgehend unbekannter Weise verändern, was für die Auswertung einen erheblichen Nachteil darstellen kann.However, this subordinate tilt device described in [5] is generally quite susceptible to undesired misalignments and thus the interferometer is usually not long-term stable. Thus, the waveform of a short-coherent spatial interferogram can change in a largely unknown manner, which can represent a significant disadvantage for the evaluation.

Eine gezielte Veränderung des Winkels zwischen den interferierenden Wellenfronten mittels Neigungsvorrichtung, beispielsweise um die Ortsfrequenz für die Schwerpunktwellenlänge im räumlichen Interferogramm vorbestimmt zu verändern, kann hierbei zu einem unerwünschten Lateralversatz von Objektwellenfront und Referenzwellenfront bei der Detektion führen, der nur aufwendig oder durch eine Justierung in einigen Fällen gegebenenfalls gar nicht zu kompensieren ist. Damit ist bei dieser Anordnung die Möglichkeit, die Ortsfrequenz für die Schwerpunktwellenlänge im räumlichen Interferogramm in einfacher Art und Weise zu verändern, stark eingeschränkt. Weiterhin kann es bei einer suboptimalen Justierung des recht komplexen Interferometers permanent zu einer nur teilweisen lateralen Überdeckung von Objektwellenfront und Referenzwellenfront kommen, was eine Quelle von Messfehlern darstellen oder den Tiefenmessbereich erheblich einschränken kann, da bei fehlender Überlagerung der Interferenzeffekt verschwindet.A targeted change in the angle between the interfering wavefronts by tilting device, for example, to change the spatial frequency for the centroid wavelength in the spatial interferogram predetermined, this can lead to an undesirable lateral displacement of the object wavefront and reference wavefront during detection, which is complicated or by an adjustment in some If necessary, it can not be compensated for. Thus, in this arrangement, the ability to change the spatial frequency for the center wavelength in the spatial interferogram in a simple manner, severely limited. Furthermore, a suboptimal adjustment of the rather complex interferometer can permanently lead to only partial lateral coverage of the object wavefront and reference wavefront, which can be a source of measurement errors or severely limit the depth measurement range since the interference effect disappears in the absence of superimposition.

In der Veröffentlichung von M. Hering, K. Körner und B. Jähne in Applied Optics, Vol. 48, Nummer 3, Seite 525 bis 538 vom 20. Januar 2009 [6] zeigen die gemessenen räumlichen Interferogramme in das Potenzial dieses Ansatzes gemäß [5]. Die in der präsentierte interferometrische One-Shot-Messanordnung stellt einen Experimentalaufbau zu Studienzwecken dar und ist für die wirtschaftliche Umsetzung noch eher zu komplex und zu voluminös sowie auch justieraufwendig. Das optische Prinzip bedingt, dass hierbei die technischen und konstruktiven Maßnahmen, um eine hohe mechanische Stabilität und Temperatur-Stabilität zu erreichen, recht aufwendig sind. Typische Messergebnisse auf der Grundlage dieses Ansatzes wurden von M. Hering, S. Herrmann, M. Banyay, K. Körner und B. Jähne bereits im Jahr 2006 in den Proceedings of SPIE, Vol. 6188, 61880E-1 bis 61880E-11 in der 7 dargestellt [7].In the publication of M. Hering, K. Körner and B. Jähne in Applied Optics, Vol. 48, Number 3, pages 525 to 538 of January 20, 2009 [6] show the measured spatial interferograms in the potential of this approach according to [5]. The in the presented interferometric one-shot measurement arrangement is an experimental setup for study purposes and is for the economic implementation rather too complex and too voluminous and also adjustment-consuming. The optical principle requires that in this case the technical and constructive measures to achieve a high mechanical stability and temperature stability, quite expensive. Typical measurements based on this approach were made by M. Hering, S. Herrmann, M. Banyay, K. Körner and B. Jähne, in the Proceedings of SPIE, Vol. 6188, 61880E-1 to 61880E-11 already in 2006 in the 7 represented [7].

Das Gewinnen räumlicher Interferogramme für die One-Shot-Messtechnik mittels Neigungsvorrichtung in Form eines planen Kippspiegels im Interferometer, wobei sich dieser jedoch stets außerhalb des objektabbildenden und auch außerhalb des fokussierten Referenz-Strahlenganges, also in einem kollimierten Strahlengang befindet, wird als der hier gegebene Stand der Technik angesehen.The gaining of spatial interferograms for the one-shot measurement technique by inclination device in the form of a plane tilting mirror in the interferometer, but this is always outside of the object-imaging and outside of the focused reference beam path, ie in a collimated beam path, as given here Prior art considered.

Bei diesem Prinzip führt die Neigung einer Objektoberfläche in Bezug zum Interferometer vorteilhafterweise nicht zu einem Verändern der Ortsfrequenz für die Schwerpunktwellenlänge, beziehungsweise die Schwerpunktwellenzahl, in einem räumlichen Interferogramm. Jedoch kann sich der Interferenzkontrast schon bei einer relativ geringen Verkippung oder bei einer Neigung der Objektoberfläche dem Wert null nähern. Ein vergleichsweise hoher Interferenzkontrast im detektierten räumlichen Interferogramm kann über einen vergleichsweise großen Verkipp- oder Neigungswinkelbereich der Objektoberfläche nur dann erreicht werden, wenn diese Objektoberfläche mittels Optik mit hoher numerischer Apertur und mit lateral nahezu beugungsbegrenzten Fokuspunkten oder fokussierten Linienbildern beleuchtet wird.In this principle, the inclination of an object surface with respect to the interferometer advantageously does not lead to a change of the spatial frequency for the centroid wavelength, or the centroid wave number, in a spatial interferogram. However, the interference contrast may approach zero even at a relatively small tilt or tilt of the object surface. A comparatively high interference contrast in the detected spatial interferogram can only be achieved over a comparatively large tilting or tilting angle range of the object surface if this object surface is illuminated by means of high numerical aperture optics and laterally almost diffraction-limited focus points or focused line images.

Dagegen sind im Rahmen dieser Erfindung Interferenzmikroskope vom Michelson-Typ-Interferometer, bei denen die Ortsfrequenz für die Schwerpunktwellenlänge in einem räumlichen Interferogramm am Ausgang des Interferometers durch Kippung des planen Referenzspiegels oder durch Kippung des Objekts in Bezug zum Interferometer oder des Interferometers in Bezug zum Objekt zu verändern ist, überhaupt nicht von Interesse. Für Messobjekte mit variierender und unbekannter Oberflächenneigung kann es bei diesem Ansatz bei der Auswertung von räumlichen Interferogrammen erhebliche Probleme geben. Deshalb werden derartige Ansätze hier nicht als relevanter Stand der Technik angesehen und werden deshalb hier auch nicht aufgeführt.By contrast, Michelson-type interferometer interference microscopes are those in which the spatial frequency for the centroid wavelength in a spatial interferogram at the output of the interferometer by tilting the plane reference mirror or by tilting the object with respect to the interferometer or the interferometer with respect to the object to change is not of interest at all. For measuring objects with varying and unknown surface inclination, this approach may pose considerable problems in the evaluation of spatial interferograms. Therefore, such approaches are not considered as relevant prior art and are therefore not listed here.

Das Gewinnen räumlicher Interferogramme für die One-Shot-Messtechnik mittels Lateral-Shear zwischen Objekt- und Referenzwellenfronten am Ausgang eines Zweistrahl-Interferometers stellt grundsätzlich eine weitere Möglichkeit der Erzeugung räumlicher Interferogramme für die One-Shot-Messtechnik, beispielsweise zur Erfassung des Abstands, dar. Denn vorbestimmt eingestellte Lateral-Shear in einer interferometrischen Anordnung kann als Grundlage zur Generierung von Interferenzen zueinander geneigter Wellenfronten in einer ausgezeichneten Ebene des optischen Abbildungssystems am Ausgang des Interferometers mit Vorteil genutzt werden.The acquisition of spatial interferograms for the one-shot measurement technique by means of lateral shear between object and reference wavefronts at the output of a two-beam interferometer fundamentally represents a further possibility of generating spatial interferograms for the one-shot measurement technique. For example, for detecting the distance. For a predetermined set lateral shear in an interferometric arrangement can be used as a basis for generating interference of mutually inclined wavefronts in an excellent plane of the optical imaging system at the output of the interferometer with advantage.

Die beim Deutschen Patent- und Markenamt mit dem Aktenzeichen 10 2010 006 239 [8] am 22.01.2010 von K. Körner, R. Berger und W. Osten eingereichte Schrift zu einem Verfahren und zu einer Anordnung zur robusten Interferometrie (ROSI) basiert auf der Nutzung von vorbestimmt eingestellter Lateral-Shear, die im interferometrischen Referenzstrahlengang durch eine spezielle Spiegelgruppe erzeugt wird. Dieser Ansatz ist jedoch insbesondere für den Bereich geringer oder mittlerer numerischer Apertur bei der Objektabbildung gut geeignet, jedoch eher weniger oder nur bedingt zur interferometrischen Messung mit einer hohen numerischen Apertur.The German Patent and Trademark Office with the file number 10 2010 006 239 [8] on January 22, 2010 by K. Körner, R. Berger and W. East submitted font for a method and a device for robust interferometry (ROSI) based on the use of predetermined set lateral shear in the interferometric reference beam through a special mirror group is generated. However, this approach is well-suited for object imaging in particular for the low or medium numerical aperture range, but rather less or only to a limited extent for interferometric measurement with a high numerical aperture.

Es soll an dieser Stelle auch darauf hingewiesen werden, dass das Erzeugen räumlich dargestellter Interferogramme, spatial interferograms, mit zueinander geneigten Wellenfronten für die statische Fourier-Transformations-Spektroskopie als Single-Shot-Ansatz bereits auf G. W. Stroke und A. T. Funkhouser im Jahr 1965 zurückgeht, s. a. G. W. Stroke, A. T. Funkhouser, ”Fourier-Transform Spectroscopy using imaging without computing and with stationary interferometers”, Physics Letters, Vol. 16, S. 272–274, 1965 [9]. Die Detektion eines räumlichen Interferogramms geschieht hierbei innerhalb der Bildintegrationszeit einer Kamera.It should also be noted at this point that the generation of spatially represented interferograms, spatial interferograms, with mutually inclined wavefronts for the static Fourier transform spectroscopy as a single-shot approach already on GW Stroke and AT Funkhouser in 1965, see GW Stroke, AT Funkhouser, "Fourier-Transform Spectroscopy using imaging without computing and with stationary interferometers", Physics Letters, Vol. 16, pp. 272-274, 1965 [9]. The detection of a spatial interferogram happens here within the image integration time of a camera.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht zum einen darin, vor allem robuste One-Shot-Messtechnik (ROSI) mit einer vergleichsweise hohen lateralen Auflösung zur Erfassung von Abstand, Tiefe, Profil, Form, Welligkeit und/oder Rauheit oder der optischen Weglänge in oder an technischen oder biologischen Objekten, auch in Schichtenform oder auch zur optischen Kohärenz-Tomografie (OCT), insbesondere auch mit One-Shot-Multi-Punkt-Antastung, bei der die Signale in der Regel in Wavelet-Form entstehen, der wirtschaftlichen Nutzung zuzuführen. Die Messung soll in einer vergleichsweise kurzen Messzeit ausgeführt werden können. Weiterhin soll die Verkippung und/oder die Neigung der Objektoberfläche oder deren Form, bzw. Mikroform, keinen oder nur einen geringen Einfluss auf die Signalform, insbesondere die Frequenz des Wavelets, aufweisen.The object of the invention is, firstly, robust one-shot measurement technology (ROSI) with a comparatively high lateral resolution for detecting distance, depth, profile, shape, waviness and / or roughness or the optical path length in or on technical or biological objects, also in layer form or also for optical coherence tomography (OCT), in particular also with one-shot multi-point probing, in which the signals generally arise in wavelet form, for economic use. The measurement should be able to be carried out in a comparatively short measuring time. Furthermore, the tilting and / or inclination of the object surface or its shape, or microform, should have little or no influence on the signal shape, in particular the frequency of the wavelet.

Damit ist also die erfinderische Aufgabe zu lösen, beim optischen Antasten der Objektoberfläche, eines Objektpunktes oder eines Objektvolumens mit einem Interferometer optische Signale in bestgeeigneter, also möglichst gut auswertbarer Signalform für ein punktförmiges, ein linienhaftes Messfeld oder auch für ein flächiges Messfeld mit vielen einzelnen Messpunkten ohne einen mechanischen, zeitseriell erfolgenden Tiefen-Scan bereitzustellen. Es besteht wegen der Forderung nach einer hohen lateralen Auflösung auch die Aufgabe, das Messsystem mit einer vergleichsweise hohen numerischen Apertur bis in den Grenzbereich des technisch Machbaren auszubilden. Durch eine große und gegebenenfalls auch sehr große numerische Apertur soll ein vergleichsweise hoher Anteil des auf das Objekt eingestrahlten Lichts zur Detektion gebracht werden, so dass die Messzeit gemäß der Aufgabenstellung vergleichsweise kurz gewählt werden kann und Messungen auch in einer vibrationsbelasteten Umgebung, an bewegten Komponenten oder bei der In-Vivo-Diagnostik am lebenden Menschen möglich sind. Dabei sollen insbesondere Tumorzellen sicher erkannt werden können. Mittels beigestellter Femtosekunden-Laser sollen Tumorzellen in Echtzeit hochpräzise lokalisiert auf der Basis mittels optischer Sensorik aus dem Inspektionsgebiet gewonnener Daten zerstört werden können. Die Behandlungsmethoden im Speziellen oder gar die speziellen Zerstörungsverfahren von lebendem Gewebe liegen aber außerhalb des Rahmens dieser Erfindung, da sich diese auf die Scout-Sensorik zur zwei- und dreidimensionalen Darstellung von Tumorzellen, die Inspektion von lebendem Gewebe, beziehungsweise auf die zwei- und dreidimensionale Materialmessung fokussieren soll.So that is the inventive task to solve the optical probing of the object surface, an object point or an object volume with an interferometer optical signals in bestgeeigneter, so the best possible evaluable waveform for a punctiform, a line-like field or even for a two-dimensional measuring field with many individual measuring points without providing a mechanical, time-serial depth scan. Due to the requirement for a high lateral resolution, there is also the task of designing the measuring system with a comparatively high numerical aperture up to the limit of the technically feasible. By a large and possibly also very large numerical aperture, a comparatively high proportion of the light irradiated to the object to be detected so that the measurement time can be selected comparatively short according to the task and measurements even in a vibration environment, on moving components or in vivo diagnostics are possible on living humans. In particular, tumor cells should be able to be reliably detected. By means of the femtosecond laser provided, tumor cells should be able to be destroyed in a highly precise localized manner on the basis of data obtained from the inspection area by means of optical sensors. The treatment methods in particular or even the special destruction methods of living tissue are outside the scope of this invention, as these on the scout sensor technology for two- and three-dimensional representation of tumor cells, the inspection of living tissue, or on the two- and three-dimensional Focus material measurement.

Es sollen dabei viele lateral benachbarte Objektelemente oder Objektpunkte gleichzeitig angemessen werden-können. Das heißt, es besteht die Aufgabe, beim Stand der verfügbaren Auswerte-Algorithmen gut auswertbare und vergleichsweise robuste optische Signale bei der optischen Antastung von Objekten durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Anordnung mittels eines das Objekt anmessenden Interferometers, auch in der Form eines hochaperturigen Interferenzmikroskops mit Messobjektiv im Objektarm, möglichst schnell bereitzustellen.Many laterally adjacent object elements or object points should be able to be appropriate at the same time. That is, there is the task, in the state of available evaluation algorithms well evaluable and relatively robust optical signals in the optical probing of objects by the inventive method and the inventive arrangement by means of an object interferometer measuring, also in the form of a high-aperture interference microscope with measuring objective in the object arm to provide as quickly as possible.

Die Ortsfrequenz für die Schwerpunktwellenlänge der Signale in Wavelet-Form, beziehungsweise die Schwerpunktwellenzahl kS in einem räumlichen Interferogramm, soll dabei in hohem Maße konstant oder vorbestimmt einstellbar sowie von der Verkippung und Neigung der Objektoberfläche in hohem Maße unabhängig sein.The spatial frequency for the centroid wavelength of the signals in wavelet form, or the center of gravity wavenumber kS in a spatial interferogram should be highly constant or predetermined adjustable and be highly independent of the tilt and tilt of the object surface.

Dabei ist im Einzelnen die Aufgabe zu lösen, den Betrag der Neigung interferierender Wellenfronten, die auf einem Detektor ein räumliches Interferogramms bilden, mit einfachen Mitteln, kostengünstig, möglichst langzeitstabil und weitgehend unveränderlich durch Umgebungseinflüsse, also auch sehr robust, zu realisieren. Die beim Einsatz eines optischen Systems typischerweise auftretenden Dejustierungen durch Veränderung der Lage von Komponenten, auch durch Temperaturveränderungen im Umfeld sowie durch veränderliche mechanische Verspannungen, z. B. in den Halteelementen der Komponenten im Messsystem, sollen keinen oder nur einen vergleichsweise geringen Einfluss auf den Betrag der Neigung der interferierenden Wellenfronten bei der Detektion haben. Das kann bekannterweise nur dann erreicht werden, wenn auch das Spektrum des interferierenden Lichts unveränderlich bleibt. In particular, the problem to be solved, the amount of inclination of interfering wavefronts that form a spatial interferogram on a detector, with simple means, cost, as long-term stable and largely invariable by environmental influences, so also very robust to realize. The misalignments typically occurring when using an optical system by changing the position of components, also by temperature changes in the environment as well as by varying mechanical stresses, eg. B. in the holding elements of the components in the measuring system, should have no or only a relatively small effect on the amount of inclination of the interfering wavefronts in the detection. As is known, this can only be achieved if the spectrum of the interfering light remains invariable.

Dabei ist im Einzelnen weiterhin die Aufgabe zu lösen, den Einfluss der Dispersion bei der Anwendung refraktiver Komponenten insbesondere im interferometrischen Strahlengang, vernachlässigbar klein zu halten, um eine weitgehend konstante Mittenfrequenz im entstehenden Interferenz-Wavelet zu erreichen. Dies wiederum begünstigt in hohem Maße eine vergleichsweise einfache und zuverlässige Signalverarbeitung. Der Einfluss der Dispersion des Objekts ist natürlich stets gegeben und ist auch bei der Signalverarbeitung zu beachten und gegebenenfalls durch eine geeignete Algorithmik zu bearbeiten.In particular, the object remains to be solved to keep the influence of the dispersion in the application of refractive components, especially in the interferometric beam path, negligibly small in order to achieve a substantially constant center frequency in the resulting interference wavelet. This in turn greatly facilitates comparatively simple and reliable signal processing. Of course, the influence of the dispersion of the object is always given and must also be taken into account during signal processing and, if necessary, processed by suitable algorithms.

Einsatzgebiete der erfinderischen Lösung sollen sein: Die Mikroform- und die Mikroprofilmessung, die Messung der Rauheit sowie auch die Miniform-Messung, die Form-Messung an nicht oder nur wenig kooperativen Oberflächen, wie auch z. B. menschliches Lebergewebe. Ein Beispiel für die Anwendung der Erfindung ist hier auch die Erfassung der Mikroform von Zellen, insbesondere auch Tumorzellen am lebenden Organismus. Es geht hierbei in der Tendenz eher um das oberflächennahe optische Antasten.Fields of application of the inventive solution should be: The microform and the micro-profile measurement, the measurement of roughness and the mini-form measurement, the shape measurement on not or little cooperative surfaces, as well as z. B. human liver tissue. An example of the application of the invention is also the detection of the microform of cells, in particular tumor cells on the living organism. In this case, the tendency is rather the near-surface optical probing.

Dabei kann das erfindungsgemäße Interferometer auch als Scout-Sensor-System zur Erkundung der dreidimensionalen Umgebung und der dreidimensionalen Feinstruktur eines Operationsgebietes bereits in der chirurgischen Operationsphase bei einem Menschen eingesetzt werden. Dabei befindet sich das erfindungsgemäße Interferometer innerhalb eines hochkomplexen und multi-sensoriellen spektroskopischen Diagnose-Systems, das beispielsweise auch ein Raman-Spektrometer beinhalten kann. Dadurch sollen zusätzliche Informationen über menschliches Gewebe in auffälligen Organgebieten gewonnen werden, um beispielsweise bösartige Zellen und Tumore vergleichsweise sicher durch parallelisiert detektierte multi-sensorielle Datensätze bereits in der chirurgischen Operationsphase zu identifizieren. Das hochkomplexe, multi-sensorielle spektroskopische Diagnose-System kann auch ein Nah-Infrarot-Spektrometer – speziell auch in der Form eines Differenzspektrometers – und/oder ein Multiphotonen-Mikroskop beinhalten. Weitere Details dazu gehen jedoch eindeutig über den Umfang dieser Erfindung hinaus.In this case, the interferometer according to the invention can also be used as a scout sensor system for exploring the three-dimensional environment and the three-dimensional fine structure of an operating area already in the surgical operation phase in a human. In this case, the interferometer according to the invention is located within a highly complex and multi-sensor spectroscopic diagnostic system, which may include, for example, a Raman spectrometer. This is intended to provide additional information about human tissue in conspicuous organ areas, for example, to identify malignant cells and tumors comparatively securely by means of parallelized detected multi-sensorial data sets already in the surgical operation phase. The highly complex, multi-sensor spectroscopic diagnostic system may also include a near infrared spectrometer, especially in the form of a differential spectrometer, and / or a multiphoton microscope. However, further details are clearly beyond the scope of this invention.

Die zu lösende Aufgabe ist, dass die optischen Daten für alle Sensoren des Gesamtsystems parallelisiert und zeitgleich aus demselben Inspektionsgebiet oder Objektbereich gewonnen werden, also für alle Sensoren des multi-sensoriellen Systems derselbe und gemeinsam genutzte optische Inspektionskanal zum Objekt besteht. Dabei können die einzelnen Sensoren zeitgleich in unterschiedlichen spektralen Bereichen arbeiten.The problem to be solved is that the optical data for all sensors of the overall system be parallelized and simultaneously obtained from the same inspection area or object area, ie for all sensors of the multi-sensorial system the same and shared optical inspection channel to the object. The individual sensors can work simultaneously in different spectral ranges.

Dabei besteht also auch die Aufgabe, Therapiestrahlung beispielsweise für Tumorzellen, beispielsweise aus einem Femtosekunden-Laser, einem Inspektionsgebiet fokussiert und zielgenau und in einer medizinisch sinnvollen Parametrisierung zuzuführen. Dazu ist somit die Aufgabe zu lösen, den optischen Zugang für die Therapiestrahlung zum Therapiegebiet in Echtzeit – bezogen auf den Vorgang einer chirurgischen Operation – zu ermöglichen. Art und Erzeugung sowie Parametrisierung von Therapiestrahlung – beispielsweise zur präzisen Zerstörung von Tumorzellen oder Gewebebehandlung – soll mit den Erkenntnissen der neuesten Forschung erfolgen und ist in seinen Details nicht Bestandteil dieser Erfindung.Thus, there is also the task of focusing therapy radiation, for example for tumor cells, for example, from a femtosecond laser, an inspection area and supplying it accurately and in a medically meaningful parameterization. For this purpose, the object to be solved, the optical access for the therapy radiation to the therapeutic area in real time - in relation to the operation of a surgical operation - to enable. The type and generation as well as the parameterization of therapy radiation - for example for the precise destruction of tumor cells or tissue treatment - should be based on the findings of the latest research and is not part of this invention in its details.

Für die parallelisierte Gewinnung multi-sensorieller Datensätze ist weiterhin die Aufgabe zu lösen, eine interferometrische Anordnung mit mehr als einem Interferometer-Ausgang bereitzustellen, um weitere Sensor-Systeme, wie beispielsweise ein hochauflösendes Nah-Infrarot-Differenz-Spektrometer, ankoppeln zu können, das zielgenau Messungen im Operationsgebiet durchführt, um beispielsweise Verdachtsmomente auf Tumorzellen beim Patienten sicher zu entkräften oder bestätigen zu können. So sollen topografische als auch beispielsweise spektroskopische Daten parallelisiert und in Echtzeit gewonnen werden können.For the parallelization of multi-sensor data sets, the object remains to be solved to provide an interferometric arrangement with more than one interferometer output in order to couple other sensor systems, such as a high-resolution near-infrared difference spectrometer, the accurately performs measurements in the operating area, for example, to be able to reliably refute or confirm suspicion on tumor cells in the patient. So topographic as well as spectroscopic data should be parallelized and obtained in real time.

Ein weiteres Anwendungsgebiet stellt auch die Messung von polierten und auch nichtpolierten optischen Asphären und Freiformflächen dar. Hier kann ein optisches Materialbearbeitungssystem dem erfinderischen Scout-Sensor beigeordnet sein. Dieses Bearbeitungssystem soll auf den Erkenntnissen der neuesten Materialforschung beruhen und ist in seinen Details und der Parametrisierung ebenfalls nicht Bestandteil dieser Erfindung.Another field of application is the measurement of polished and also non-polished optical aspheres and free-form surfaces. Here, an optical material processing system can be associated with the inventive scout sensor. This editing system should be based on the findings of the latest Material research is based in its details and the parameterization also not part of this invention.

Eine besondere Motivation für die Anwendung der Erfindung ist die Nutzbarmachung der interferometrischen Verstärkung eines schwachen Objektsignals von einem eher wenig kooperativen Messobjekt.A particular motivation for the application of the invention is the utilization of the interferometric amplification of a weak object signal from a rather uncooperative measurement object.

Die Messanordnung und das Verfahren sollen auch zur optischen Kohärenz-Tomografie (OCT), insbesondere mit Multi-Punkt-Antastung, für technische oder biologische Objekte eingesetzt werden.The measuring arrangement and the method should also be used for optical coherence tomography (OCT), in particular with multi-point probing, for technical or biological objects.

Ein spezielles Anwendungsgebiet kann die biologische und medizinische Grundlagenforschung darstellen, beispielsweise können die erfinderischen Verfahren und Anordnungen durch die Ankopplung, insbesondere spektral höchstauflösender, Sensorsysteme zur Aufklärung der Entstehung und des Wachstums, einschließlich der Stoffwechselprozesse in vivo von Tumorzellen, eingesetzt werden.A particular field of application may be biological and medical basic research, for example, the inventive methods and arrangements by the coupling, in particular spectrally super-resolution, sensor systems for the detection of formation and growth, including the metabolic processes in vivo of tumor cells, can be used.

Hier wird der Begriff Licht stets als Synonym für elektromagnetische Strahlung vom Terahertz-, über den Infrarot- bis zum tiefen UV-Bereich verwendet.Here, the term light is always used as a synonym for electromagnetic radiation from the terahertz, over the infrared to the deep UV range.

Verfahren zur Lösung der Aufgaben:Method for solving the tasks:

Zu 1. Es handelt sich um ein Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI), auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), zur Abstands-, Tiefen-, Profil-, Form-, Welligkeits-, Mikroform-, Mikroprofil- und/oder Rauheitsmessung oder zur Messung der optischen Weglänge eines Objekts oder eines Objektdetails oder dessen räumlicher oder zeitlicher Veränderung und/oder zur Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM), insbesondere auch als optisch messender Scout-Sensor in einem multisensoriellen System zur Materialmessung und zur Materialbearbeitung oder in einem System zur multisensoriellen Erkennung von Tumorzellen, lebenden Geweben und zur insbesondere optischen Behandlung derselben. Das multisensorielle System kann insbesondere mit spektraler Höchstauflösung in mehreren Spektralbereichen vom tiefen UV-Bereich, über den sichtbaren und den Nahinfrarot-Bereich bis in den mittleren, langwelligen Infrarot-Bereich sowie den Terahertz-Bereich ausgebildet sein.1. This is a robust one-shot interferometry (ROSI) technique, also known as high-kimed short-coherence interference microscopy (HA KIM), for distance, depth, profile, shape, waviness, microform -, micro-profile and / or roughness measurement or for measuring the optical path length of an object or an object detail or its spatial or temporal change and / or optical coherence tomography (OCT) or optical coherence microscopy (OCM), in particular as optical measuring scout sensor in a multi-sensorial material measurement and material processing system or in a multi-sensorial detection system for tumor cells, living tissues and especially optical treatment thereof. The multi-sensorial system can be designed, in particular, with maximum spectral resolution in a plurality of spectral ranges from the deep UV range through the visible and the near infrared range to the medium, long-wave infrared range and the terahertz range.

Dazu ist mindestens ein Zweistrahl-Interferometer, auch in Form eines hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops, oder eine Vielzahl von Zweistrahl-Interferometern angeordnet.For this purpose, at least one two-beam interferometer, also in the form of a high-aperture short-coherence interference microscope, or a plurality of two-beam interferometers is arranged.

Dabei ist mindestens eine monochromatische und/oder polychromatische Quelle elektromagnetischer Strahlung dem Zweistrahl-Interferometer oder der Vielzahl von Zweistrahl-Interferometern zugeordnet. Diese kann als Multipunkt-Lichtquelle lateral feinstrukturiert, auch in Linien- oder Flächenform oder auch dreidimensional, ausgebildet sein.In this case, at least one monochromatic and / or polychromatic source of electromagnetic radiation is associated with the two-beam interferometer or the plurality of two-beam interferometers. This can be laterally finely structured as a multi-point light source, also in line or surface form or even in three dimensions.

Dieses Zweistrahl-Interferometer oder eine Vielzahl von Zweistrahl-Interferometern ist jeweils mit einer Strahlteiler-Fläche in jedem Zweistrahl-Interferometer zur Erzeugung von Objekt- und Referenzlicht, also in Form von Objekt- oder Referenz-Strahlenbündeln oder Objekt- oder Referenz-Wellenfronten je nach geometrisch- oder wellenoptischer Betrachtungsweise, durch Teilung der Wellenamplitude des in das Zweistrahl-Interferometer eintretenden Lichts ausgebildet. Dieser Strahlteiler-Fläche ist jeweils eine zumindest näherungsweise parallel gegenüberliegende und von dieser räumlich separierte Strahlvereiniger-Fläche zur Wiedervereinigung von Objekt- und Referenzlicht zum Zweck der Interferenz zugeordnet.This two-beam interferometer or a plurality of two-beam interferometers is each with a beam splitter surface in each two-beam interferometer for generating object and reference light, ie in the form of object or reference beams or object or reference wavefronts depending on geometric or wave optical view, formed by dividing the wave amplitude of the light entering the two-beam interferometer. This beam splitter surface is in each case associated with an at least approximately parallel opposed and spatially separated beam combiner surface for the reunification of object and reference light for the purpose of interference.

Der Referenzstrahlengang im Zweistrahl-Interferometer ist jeweils mit einem Retro-Reflektor zur Retro-Reflexion des Referenzlichts ausgebildet. Der Retro-Reflektor weist jeweils mindestens zwei Teilaperturen (TAT-E, TAT-A oder TAF-E, TAF-A) auf, von denen eine Teilapertur (TAT-E, TAF-E) jeweils allein für in den Retro-Reflektor hineingehendes Licht und eine Teilapertur jeweils allein (TAT-A, TAF-A) für aus dem Retro-Reflektor herausgehendes Licht genutzt wirdThe reference beam path in the two-beam interferometer is each formed with a retro-reflector for retro-reflection of the reference light. The retro-reflector has in each case at least two partial apertures (TAT-E, TAT-A or TAF-E, TAF-A), of which a partial aperture (TAT-E, TAF-E) in each case alone for entering into the retro-reflector Light and a sub-aperture each alone (TAT-A, TAF-A) is used for outgoing from the retro-reflector light

Das Zweistrahl-Interferometer oder eine Vielzahl von Zweistrahl-Interferometern besitzt weiterhin einen Objektstrahlengang mit einem das Objekt oder mindestens ein Element des Objekts beleuchtenden und abbildenden Messobjektiv.The two-beam interferometer or a plurality of two-beam interferometers further has an object beam path with a measuring objective illuminating and imaging the object or at least one element of the object.

Für die Beleuchtung und Abbildung eines Objekts biologischer oder technischer Natur mittels Messobjektiv wird hier synonym auch der Begriff optisches Antasten verwendet.For the illumination and imaging of an object of a biological or technical nature by means of a measuring objective, the term optical probing is also used synonymously here.

Dem Zweistrahl-Interferometer oder einer Vielzahl von Zweistrahl-Interferometern ist weiterhin mindestens ein gerasterter Detektor oder eine Vielzahl von gerasterten Detektoren für elektromagnetische Strahlung zugeordnet, mit welchem mindestens ein räumliches Interferogramm registriert wird. The two-beam interferometer or a plurality of two-beam interferometers is further associated with at least one screened detector or a plurality of screened detectors for electromagnetic radiation, with which at least one spatial interferogram is registered.

Erfindungsgemäß werden die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:

  • • Geometrische Separierung von hinlaufendem und zurücklaufendem Strahlenbündel im Referenzstrahlengang zumindest näherungsweise in der Größe des Referenz-Strahlenbündel-Durchmessers mittels Retro-Reflexion mittels der lateralen Positionierung und/oder der geometrischen Ausbildung des Retro-Reflektors im Zweistrahl-Interferometer. Dadurch wird eine Separierung von in den Retro-Reflektor einfallendem Licht und von nach der Retro-Reflexion austretendem Licht durchgeführt. Der Betrag dieser Separierung liegt mindestens in der Größe des Referenz-Strahlenbündel-Durchmessers, so dass sich die entgegenlaufenden Strahlenbündel nicht überdecken.
  • • Erzeugen einer vorbestimmten Neigung eines Referenzstrahlenbündels zu je einem Objektstrahlenbündel am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers durch Mittel zur zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung im Referenzstrahlengang auf der Basis von Reflexion und/oder Diffraktion und/oder Refraktion, einschließlich von Maßnahmen zur vorbestimmten geometrischen Ausbildung des Retro-Reflektors oder von Komponenten desselben,
  • • und/oder Erzeugen der vorbestimmten Neigung eines Referenzstrahlenbündels zu je einem Objektstrahlenbündel am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers mittels Reflexion von Referenzstrahlenbündel oder Objektstrahlenbündel bei deren Wiedervereinigung an der separierten Strahlvereiniger-Fläche, so dass als Resultat der Summe der Mittel und Maßnahmen zur achromatischen Strahlablenkung des Referenzstrahlenbündels und der Wiedervereinigung an der Strahlvereiniger-Fläche eine vorbestimmte Neigung des Referenzstrahlenbündels zu je einem Objektstrahlenbündel mit dem Winkel alpha am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers besteht,
  • • Erzeugen von räumlichen Kurzkohärenz-Interferenzen zueinander geneigter Objekt- und Referenzstrahlenbündel auf einem gerasterten Detektor elektromagnetischer Strahlung, wobei der Neigungswinkel alpha am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers zumindest näherungsweise unabhängig von der Wellenlänge gemacht ist, und diese vorbestimmte Neigung im Überdeckungsbereich von Objekt- und Referenzwellenfronten auf dem gerasterten Detektor – also im räumlichen Interferogramm – eine Änderung des optischen Gangunterschieds zwischen den interferierenden Wellenfronten über der lateralen Ausdehnung des räumlichen Interferogramms bewirkt, der zu einer Modulation der Intensität im räumlichen Interferogramm führt,
  • • Bildung mindestens eines Signalmaximums oder mindestens eines Signalminimums im räumlichen Interferogramm auf dem gerasterten Detektor,
  • • Detektion mindestens eines räumlichen Interferogramms auf dem gerasterten Detektor und
  • • Auswertung eines räumlichen Interferogramms zur Bestimmung von Abstand, Tiefe, Profil, Form, Mikroform, Welligkeit und/oder Rauheit oder der optischen Weglänge in oder an einem biologischen oder technischen Objekt oder Objektdetail.
According to the invention, the following process steps are carried out:
  • Geometric separation of traveling and returning beam in the reference beam path at least approximately in the size of the reference beam diameter by means of retro-reflection by means of the lateral positioning and / or the geometric design of the retro-reflector in the two-beam interferometer. As a result, a separation of light incident in the retro-reflector and of light emerging after the retro-reflection is carried out. The amount of this separation is at least the size of the reference beam diameter, so that the counter-rotating beams do not overlap.
  • Generating a predetermined inclination of a reference beam to an object beam at the output of the two-beam interferometer by means for at least approximately achromatic beam deflection in the reference beam on the basis of reflection and / or diffraction and / or refraction, including measures for the predetermined geometric formation of the retrospective Reflector or components thereof,
  • • and / or generating the predetermined inclination of a reference beam to each object beam at the output of the two-beam interferometer by reflection of reference beam or object beam at their reunification at the separated Strahlereiniger surface, so that as a result of the sum and measures for achromatic beam deflection of the Reference beam and the reunification at the Strahlvereiniger surface is a predetermined inclination of the reference beam to each object beam with the angle alpha at the output of the two-beam interferometer,
  • Generating spatial short-coherence interference of mutually inclined object and reference beams on a rasterized detector of electromagnetic radiation, wherein the inclination angle alpha at the output of the two-beam interferometer is at least approximately independent of the wavelength, and this predetermined tilt in the coverage area of object and reference wavefronts on the screened detector - ie in the spatial interferogram - causes a change in the optical path difference between the interfering wavefronts over the lateral extent of the spatial interferogram, which leads to a modulation of the intensity in the spatial interferogram,
  • Formation of at least one signal maximum or at least one signal minimum in the spatial interferogram on the screened detector,
  • Detection of at least one spatial interferogram on the screened detector and
  • Evaluation of a spatial interferogram for determining distance, depth, profile, shape, microform, waviness and / or roughness or the optical path length in or on a biological or technical object or object detail.

Von Vorteil für den Betrieb eines hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) ist es, wenn auf dem gerasterten Detektor mindestens die Halbwertsbreite der Einhüllenden des räumlichen Interferogramms in der Mitte des Tiefenmessbereiches Platz findet.It is advantageous for the operation of a high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) if at least the half-width of the envelope of the spatial interferogram fits into the middle of the depth-measuring range on the rastered detector.

Zu 2. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie zumindest näherungsweise eine Eliminierung der Lateral-Shear von Objekt- und Referenzstrahlenbündel auf dem gerasterten Detektor elektromagnetischer Strahlung durch die simultane Abstimmung

  • • des Betrags und des Vorzeichens der lateralen Bündelseparierung bei der Retro-Reflexion im Referenzstrahlengang,
  • • des Betrags und des Vorzeichens der vorbestimmten geometrischen Separierung der Strahlteilungsfläche und Strahlvereinigungsfläche unter Berücksichtigung der Brechungsindizes der optischen Materialien, die zwischen Strahlteilungsfläche und Strahlvereinigungsfläche angeordnet sind,
  • • sowie des Winkelbetrags und des Vorzeichens des Neigungswinkels alpha des Referenzstrahlenbündels R zum Objektstrahlenbündel O
durchgeführt.2. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry, at least approximately, an elimination of the lateral shear of object and reference beams on the screened detector of electromagnetic radiation is preferably achieved by the simultaneous tuning
  • The amount and the sign of the lateral bundle separation in the retro reflection in the reference beam path,
  • The magnitude and sign of the predetermined geometric separation of the beam splitting surface and beam combining surface taking into account the refractive indices of the optical materials disposed between the beam splitting surface and the beam combining surface,
  • • and the angle and the sign of the inclination angle alpha of the reference beam R to the object beam O
carried out.

Zu 3. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie eine Wellenfrontformung von Objekt- und Referenzwellen am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers mittels Zylinderoptik oder anamorphotisch wirkender Prismen durchgeführt, so dass bei der Wellenfrontformung vorbestimmt ausgeprägter Astigmatismus für Objekt- und Referenzwellen eingeführt wird. Bei der Detektion eines jeden räumlichen Interferogramms durch astigmatische Fokussierung – von jeweils einer ein räumliches Interferogramm bildenden Objekt- und Referenz-Zylinderwelle wird dieses räumliche Interferogramm zumindest näherungsweise jeweils in linienhafter Form auf dem gerasterten Detektor ausgebildet.3. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry, wavefront-shaping of object and reference waves at the output of the two-beam interferometer is preferably carried out by means of cylinder optics or anamorphic prisms, so that predetermined wavefront shaping produces astigmatism for object and reference waves is introduced. In the detection of each spatial interferogram by astigmatic focusing - one of each a spatial Interferogram forming object and reference cylinder wave, this spatial interferogram is formed at least approximately in linear form on the rasterized detector.

Zu 4. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie eine konfokale Diskriminierung mittels Spalt oder Pinhole-Blende für das zurückkommende Objektlicht durchgeführt. Dadurch kann Streulicht vom Objekt reduziert werden.4. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry, confocal discrimination by means of a gap or pinhole diaphragm is preferably carried out for the returning object light. As a result, scattered light from the object can be reduced.

Zu 5. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie eine konfokale Diskriminierung mittels Spalt oder Pinhole-Blende für das zurückkommende Referenzlicht durchgeführt. Dadurch entsteht eine tiefpassgefilterte Referenz-Wellenfront, wodurch sich der Einfluss von kohärenten Störungen im räumlichen Interferogramm verringern kann.In addition, in the method for robust one-shot interferometry, confocal discrimination by means of a gap or pinhole aperture is preferably carried out for the returning reference light. This results in a low-pass filtered reference wavefront, which may reduce the influence of coherent perturbations in the spatial interferogram.

Zu 6. Bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie wird weiterhin vorzugsweise auch der zweite Ausgang A3 des Zweistrahl-Interferometers, der durch die Anordnung mit getrennten Orten für Strahlteilung und vereinigung vom Eingang geometrisch entkoppelt ist, gemeinsam mit dem Ausgang A2 für die Dual-balanced Technik genutzt. Dies erfolgt, um den Gleichanteil – aufgrund der Gegenphasigkeit des Signals des zweiten Ausgangs – im detektierten Interferogramm elektronisch und/oder numerisch zumindest näherungsweise eliminieren zu können.To 6. In the method for robust one-shot interferometry is also preferably also the second output A3 of the two-beam interferometer, which is geometrically decoupled by the arrangement with separate locations for beam splitting and association from the input, together with the output A2 for the Dual balanced technology used. This is done so that the DC component - due to the antiphase of the signal of the second output - in the detected interferogram electronically and / or numerically at least approximately eliminated.

Zu 7. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie mindestens ein Ausgang des Zweistrahl-Interferometers für die NIR-Spektroskopie genutzt. Damit können zusätzliche Informationen über das Objekt gewonnen werden, so dass multisensorielle Daten zur Erhöhung der Sicherheit, beispielsweise bei der Erkennung von Tumorzellen, gewonnen werden können.To 7. Furthermore, preferably in the method for robust one-shot interferometry at least one output of the two-beam interferometer for NIR spectroscopy is used. This allows additional information about the object to be obtained so that multi-sensor data can be obtained to increase safety, for example in the detection of tumor cells.

Zu 8. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie mindestens ein Ausgang des Zweistrahl-Interferometers für die Raman-Spektroskopie genutzt. Damit können zusätzliche Informationen über das Objekt gewonnen werden, so dass multisensorielle Daten zur Erhöhung der Sicherheit, beispielsweise bei der Erkennung von Tumorzellen, zur Verfügung stehen.To 8. Furthermore, preferably in the method for robust one-shot interferometry at least one output of the two-beam interferometer for Raman spectroscopy is used. This allows additional information about the object to be obtained so that multi-sensor data is available to increase safety, for example in the detection of tumor cells.

Zu 9. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie mindestens ein Ausgang des Zweistrahl-Interferometers für die Fluoreszenz-Spektroskopie genutzt. Damit können zusätzliche Informationen über das Objekt gewonnen werden, so dass multisensorielle Daten zur Erhöhung der Sicherheit, beispielsweise bei der Erkennung von Tumorzellen, zur Verfügung stehen.9. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry, at least one output of the two-beam interferometer is preferably used for fluorescence spectroscopy. This allows additional information about the object to be obtained so that multi-sensor data is available to increase safety, for example in the detection of tumor cells.

Zu 10. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie mindestens ein Ausgang des Zweistrahl-Interferometers für die Multiphotonen-Mikroskopie genutzt. Damit können zusätzliche Informationen über das Objekt gewonnen werden, so dass multisensorielle Daten zur Erhöhung der Sicherheit, beispielsweise bei der Erkennung von Tumorzellen, zur Verfügung stehen.To 10. Furthermore, preferably in the method for robust one-shot interferometry at least one output of the two-beam interferometer is used for multiphoton microscopy. This allows additional information about the object to be obtained so that multi-sensor data is available to increase safety, for example in the detection of tumor cells.

Zu 11. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie mindestens ein Ausgang des Zweistrahl-Interferometers simultan für die Differenz-Spektroskopie genutzt. Dies kann im nahinfraroten Bereich erfolgen. Damit können zusätzliche Informationen über das Objekt gewonnen werden, so dass multisensorielle Daten zur Erhöhung der Sicherheit, beispielsweise bei der Erkennung von Tumorzellen, zur Verfügung stehen.To 11. Furthermore, preferably in the method for robust one-shot interferometry at least one output of the two-beam interferometer is used simultaneously for differential spectroscopy. This can be done in the near-infrared area. This allows additional information about the object to be obtained so that multi-sensor data is available to increase safety, for example in the detection of tumor cells.

Durch den Neigungswinkel alpha des Referenzstrahlenbündels R zum Objektstrahlenbündel O ist eine eindeutige Trennmöglichkeit von Objekt- und Referenzlicht bei der Detektion gegeben, so dass beispielsweise für die NIR-Differenz-Spektroskopie eine sehr präzise Referenz in Echtzeit zur Verfügung steht. So können auch kleinste Schwankungen der Intensität einer oder mehrerer Lichtquellen beispielsweise durch eine Subtraktions-Operation vom Messergebnis ferngehalten werden. Auch andere Differenzverfahren mit dem Ziel höchster Sensitivität sind hier anwendbar. Überall dort, wo eine Referenz zum Objektlicht benötigt wird, kann dieser Ansatz mit der Trennmöglichkeit von Objekt- und Referenzlicht durch Einführung des Neigungswinkels alpha zwischen Referenzstrahlenbündels R und Objektstrahlenbündel O angewendet werden.Due to the inclination angle alpha of the reference beam R to the object beam O, a clear separation possibility of object and reference light is given in the detection, so that, for example, for NIR difference spectroscopy is a very precise reference in real time available. Thus, even the smallest fluctuations in the intensity of one or more light sources can be kept away from the measurement result, for example by a subtraction operation. Other differential methods with the goal of highest sensitivity are applicable here. Wherever a reference to the object light is needed, this approach can be applied with the possibility of separating object and reference light by introducing the angle of inclination alpha between the reference beam R and the object beam O.

Die Details dieser Verfahren wie NIR-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie, Multiphotonen-Mikroskopie, Fluoreszenz-Spektroskopie und die Sinnhaftigkeit der Kopplung derselben innerhalb eines multisensoriellen Systems, insbesondere zur Diagnose von Tumorzellen, steht im Rahmen dieser Erfindung nicht im Vordergrund. Die Details der Applikation, die Parametrisierung sowie die sinnvolle Auswahl von Kopplungen dieser Verfahren sind hier durch den kundigen Fachmann anzugehen. Hierbei geht es speziell darum, multimodale und multisensoriell erzeugte Messdaten – wie insbesondere topografische und mehrfach spektroskopische – mit vergleichsweise geringer Messunsicherheit zu liefern, aus denen aussagefähige Indikatoren abgeleitet werden. Mittels rechnerunterstützter und modellbasierter Verknüpfung dieser Indikatoren zu komplexen Indikator-Matrizen sollen Aussagen mit hoher Zuverlässigkeit in Bezug auf das Vorhandensein von Tumorzellen – also bei der Krebsfrüherkennung – in Operations-Echtzeit getroffen werden können.The details of these methods, such as NIR spectroscopy, Raman spectroscopy, multiphoton microscopy, fluorescence spectroscopy and the meaningful coupling of the same within a multisensorial system, in particular for the diagnosis of tumor cells, are not in the focus of this invention. The details of the application, the parameterization as well as the sensible selection of couplings of these procedures are to be addressed here by the skilled person. This is especially about multimodal and multi-sensorially generated measurement data - such as in particular topographic and multiple spectroscopic - deliver with comparatively low uncertainty, from which meaningful indicators are derived. Using computer-aided and model-based linking of these indicators to complex indicator matrices, it should be possible to make statements with high reliability regarding the presence of tumor cells - that is, in early cancer detection - in real-time operations.

Zu 12. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie über eine Teilapertur des Messobjektivs geeignete Laser-Strahlung zur Laser-Behandlung von lebendem Gewebe oder biologischem toten Material oder Laser-Strahlung zur Bearbeitung von nichtbiologischem Material zugeführt. Die durch multisensorielle Messungen gewonnenen Informationen können in Prozess-Echtzeit zur In-Prozess-Bearbeitung von Material verwendet werden. Andererseits können beispielsweise kanzerogene Hautzellen nach deren multisensoriellgestützter Erkennung sehr schnell und den Patienten schonend und vollständig durch geeignete Laserbehandlung entfernt werden. Dabei kann eine Teilapertur des Messsystems, das vorzugsweise als Schwarzschild-Spiegel-Objektiv mit geeigneter Verspiegelung für die Laserstrahlung ausgebildet ist, genutzt werden.12. Furthermore, preferably in the method for robust one-shot interferometry over a partial aperture of the measuring objective, suitable laser radiation is supplied for the laser treatment of living tissue or biological dead material or laser radiation for processing non-biological material. The information gathered through multisensor measurements can be used in process real time for in-process machining of material. On the other hand, for example, carcinogenic skin cells can be removed very quickly and the patient gently and completely by appropriate laser treatment after their multi-sensorially assisted detection. In this case, a partial aperture of the measuring system, which is preferably designed as a Schwarzschild mirror objective with suitable mirroring for the laser radiation, can be used.

Zu 13. Weiterhin sind vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie im Messobjektiv und/oder im Objektstrahlengang Mittel zur chromatischen Längsaufspaltung angeordnet, um eine Tiefenseparierung von Fokuspunkten zur Implementierung der chromatischkonfokalen Technik durchzuführen. Dies dient der erheblichen Vergrößerung des wellenoptischen Schärfentiefebereichs.13. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry in the measuring objective and / or in the object beam path, means for chromatic longitudinal splitting are preferably arranged in order to perform a depth separation of focus points for implementing the chromatic confocal technique. This serves to considerably increase the wave-optical depth of field.

Zu 14. Weiterhin wird vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie das Zweistrahl-Interferometer mit einer Vielzahl von Eingangsbündeln optisch gespeist, so dass eine Vielzahl von Objektbündeln und Referenzbündeln parallelisiert gebildet wird. Jedem gebildeten Referenzbündel ist ein Retro-Reflektor und jedem gebildeten Objektbündel ist ein Messobjektiv zugeordnet und es kann somit eine parallelisierte optische Abtastung des Objekts durchgeführt werden. Der Begriff optische Abtastung wird hier synonym für das optische Anmessen des Objekts gebraucht.14. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry, the two-beam interferometer is preferably optically fed with a multiplicity of input beams, so that a multiplicity of object bundles and reference bundles are formed in parallel. Each reference bundle formed is a retro-reflector and each measuring object bundle is associated with a measuring objective and thus a parallelized optical scanning of the object can be carried out. The term optical scanning is used here synonymously for the optical measurement of the object.

Anordnungen zur Lösung der Aufgaben:Arrangements for the solution of the tasks:

Zu 15. Es geht hierbei um eine Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI), auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), zur Abstands-, Tiefen-, Profil-, Form-, Welligkeits-, Mikroform-, Mikroprofil- und/oder Rauheitsmessung oder zur Messung der optischen Weglänge eines Objekts oder eines Objektdetails oder dessen räumlicher oder zeitlicher Veränderung und/oder zur Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM), insbesondere auch als optisch messender Scout-Sensor in einem multisensoriellen System zur Materialmessung und zur Materialbearbeitung oder in einem System zur Erkennung von Tumorzellen und zur optischen Behandlung derselben mit den Merkmalen des Oberbegriffs.Ad 15. This is a robust one-shot interferometry (ROSI) assembly, also available in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), for distance, depth, profile, shape, waviness, microform -, micro-profile and / or roughness measurement or for measuring the optical path length of an object or an object detail or its spatial or temporal change and / or optical coherence tomography (OCT) or optical coherence microscopy (OCM), in particular as optical measuring scout sensor in a multisensorial material measurement and material processing system or in a system for detecting tumor cells and optically treating them with the features of the preamble.

Im Referenzstrahlengang ist der Retro-Reflektor dabeiThe retro-reflector is included in the reference beam path

  • • entweder als kompakter Tripelspiegelreflektor mit drei Planspiegelflächen,Either as a compact triple mirror reflector with three plane mirror surfaces,
  • • oder als Tripelspiegel-Anordnung, bestehend aus einer Dachkantspiegel-Anordnung und einer einzelnen, dieser Dachkantspiegel-Anordnung zugeordneten Planspiegelfläche,Or as a triple mirror arrangement, consisting of a roof-edge mirror arrangement and a single planar mirror surface associated with this roof-edge mirror arrangement,
  • • oder als Tripelspiegel-Anordnung, bestehend aus drei einzelnen Planspiegelflächen, die jeweils zumindest näherungsweise eine Raumecke darstellen,• or as a triple mirror arrangement, consisting of three individual plane mirror surfaces, each representing at least approximately a corner of the room,
  • • oder der Retro-Reflektor ist mit mindestens einem fokussierendem Referenzobjektiv und einem Referenz-Endreflektor ausgebildet, welcher jemals zumindest näherungsweise in der Fokusposition dieses Referenzobjektivs angeordnet,• or the retro-reflector is formed with at least one focusing reference lens and a reference end reflector, which ever at least approximately arranged in the focus position of this reference lens,
  • • und der Retro-Reflektor weist dabei stets jeweils mindestens zwei Teilaperturen (TAT-E, TAT-A oder TAF-E, TAF-A) auf, von denen eine Teilapertur (TAT-E, TAF-E) jeweils allein für in den Retro-Reflektor hineingehendes Licht und eine Teilapertur jeweils allein (TAT-A, TAF-A) für aus dem Retro-Reflektor herausgehendes Licht genutzt wird.• And the retro-reflector always has at least two sub-apertures (TAT-E, TAT-A or TAF-E, TAF-A), of which a sub-aperture (TAT-E, TAF-E) each alone in the Retro-reflector entering light and a sub-aperture each alone (TAT-A, TAF-A) is used for outgoing from the retro-reflector light.

Erfindungsgemäß besteht entweder eine vorbestimmte Winkelabweichung delta_beta von der idealen Raumecke mindestens einer Planspiegelfläche

  • • des kompakten Tripelspiegelreflektors,
  • • oder der Tripelspiegel-Anordnung, bestehend aus einer Dachkantspiegel-Anordnung und einer einzelnen, dieser Dachkantspiegel-Anordnung zugeordneten Planspiegelfläche
  • • oder der Tripelspiegel-Anordnung im Referenzstrahlengang.
  • • Oder, es sind erfindungsgemäß mindestens einer der beiden Teilaperturen (TAT-E, TAT-
  • A) Mittel zur Durchführung einer zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung zum Einführen einer vorbestimmten Strahlablenkung delta_rho zugeordnet.
  • • Oder, der Retro-Reflektor mit fokussierendem Referenzobjektiv und Referenz-Endreflektor weist in dessen kollimierten Strahlengang mindestens zwei Teilaperturen (TAF-E, TAF-A) auf, von denen eine Teilapertur (TAF-E) allein für in den Retro-Reflektor hineingehendes Licht und eine Teilapertur (TAF-A) allein für aus dem Endreflektor herausgehendes Licht genutzt wird. So wird eine Separierung von in den Retro-Reflektor einfallendem und austretendem Licht durchgeführt und im kollimierten Strahlengang sind mindestens einer dieser beiden Teilaperturen (TAF-E, TAF-A) Mittel zur Durchführung einer zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung zum Einführen einer vorbestimmten Neigung delta_rho des Referenzstrahlenbündels zugeordnet
  • • und/oder mittels vorbestimmter Rest-Winkelabweichung delta_gamma von der Parallelität von Strahlteiler-Fläche und dieser gegenüberliegenden, separierten Strahlvereiniger-Fläche besteht nach der Strahlvereinigung am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers jeweils eine vorbestimmte Neigung einer Referenzwellenfront zu je einer Objektwellenfront.
According to the invention, there is either a predetermined angular deviation delta_beta from the ideal room corner of at least one planar mirror surface
  • • the compact triple mirror reflector,
  • • or the triple mirror arrangement, consisting of a roof edge mirror assembly and a single, this roof edge mirror assembly associated planar mirror surface
  • • or the triple mirror arrangement in the reference beam path.
  • Or, according to the invention, at least one of the two sub-apertures (TAT-E, TAT-
  • A) associated with means for performing an at least approximately achromatic beam deflection for introducing a predetermined beam deflection delta_rho.
  • • Or, the retro-reflector with focusing reference lens and reference end reflector has in its collimated beam path at least two sub-apertures (TAF-E, TAF-A), of which a sub-aperture (TAF-E) alone for entering the retro-reflector Light and a sub-aperture (TAF-A) is used solely for outgoing light from the end reflector. Thus, a separation of incident and emerging in the retro-reflector light is performed and in the collimated beam path at least one of these two sub-apertures (TAF-E, TAF-A) means for performing an at least approximately achromatic beam deflection for introducing a predetermined inclination delta_rho of the reference beam associated
  • • and / or by means of a predetermined residual angular deviation delta_gamma from the parallelism of the beam splitter surface and this opposite, separated beam combiner surface there is a predetermined inclination of a reference wavefront to an object wavefront after the beam combination at the output of the two-beam interferometer.

Zu 16. Weiterhin ist vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI), auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM) der Referenz-Endreflektor des Retro-Reflektors mit fokussierendem Referenzobjektiv als Planspiegel zur einmaligen Reflexion des fokussierten Referenzstrahlenbündels ausgebildet.To 16. Furthermore, preferably in the arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI), also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM) the reference end reflector of the retro-reflector with focusing reference lens as a plane mirror for single reflection of the focused Reference beam formed.

Zu 17. Weiterhin ist vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI), auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM) der Referenz-Endreflektor des Retro-Reflektors mit fokussierendem Referenzobjektiv als Dreifach-Planspiegel-Gruppe zur dreifachen Reflexion des fokussierten Referenzstrahlenbündels ausgebildet ist, wobei die drei Planspiegel jeweils senkrecht zu einer gemeinsamen Bezugsebene angeordnet sind. Der sich dadurch ergebende Querversatz des rücklaufenden Referenzstrahlenbündels führt zu einer Strahlablenkung, so dass sich eine Neigung des Referenzstrahlenbündels zum Objektstrahlenbündel am Ausgang des Interferometers ergibt.To 17. Furthermore, preferably in the arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI), also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM) the reference end reflector of the retro-reflector with focusing reference lens as a triple-plane mirror group is formed three times reflection of the focused reference beam, wherein the three plane mirrors are each arranged perpendicular to a common reference plane. The resulting transverse offset of the returning reference beam leads to a beam deflection, so that there is an inclination of the reference beam to the object beam at the output of the interferometer.

Zu 18. Weiterhin sind vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie die Mittel zur zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung als achromatisierter Ablenkkeil oder eine Spiegeltreppe oder eine achromatische Prismenspiegeltreppe ausgebildet.For 18. Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, the means for at least approximately achromatic beam deflection are preferably designed as an achromatized whipstock or a mirrored staircase or an achromatic prism mirrored staircase.

Zu 19. Weiterhin ist vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie der Ablenkkeil als Kombination aus refraktivem Prismenkeil und mindestens einem diffraktiven optischen Element (DOE) ausgebildet.To 19. Furthermore, preferably in the arrangement for robust one-shot interferometry of the whipstock is formed as a combination of refractive prism wedge and at least one diffractive optical element (DOE).

Zu 20. Weiterhin sind vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie sowohl die Anordnung von Strahlteiler-Fläche und Strahlvereiniger-Fläche als auch die Planspiegel der Tripelspiegel-Anordnung als eine Starrkörper-Anordnung ausgebildet, so dass die vorbestimmte Winkelabweichung delta_beta von der idealen Raumecke vorbestimmt fest und dauerhaft eingestellt ist.To 20. Furthermore, preferably in the arrangement for robust one-shot interferometry, both the arrangement of the beam splitter surface and Strahlereiniger surface and the plane mirror of the triple mirror arrangement are designed as a rigid body arrangement, so that the predetermined angular deviation delta_beta of the ideal room corner is predetermined fixed and permanent.

Zu 21. Weiterhin ist vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie mindestens eine Lichtquelle lateral feinstrukturiert, auch in Linien- oder Flächenform oder auch dreidimensional, ausgebildet.21, furthermore, in the case of the arrangement for robust one-shot interferometry, at least one light source is preferably laterally finely structured, also in line or planar form or else in three dimensions.

Zu 22. Weiterhin sind vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie im Messobjektiv und/oder im Objektstrahlengang refraktive und/oder diffraktive Mittel zur chromatischen Längsaufspaltung angeordnet.22. Furthermore, refractive and / or diffractive means for chromatic longitudinal splitting are preferably arranged in the arrangement for robust one-shot interferometry in the measuring objective and / or in the object beam path.

Zu 23. Weiterhin sind vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie im Messobjektiv und/oder im Objektstrahlengang die Mittel zur chromatischen Längsaufspaltung mit diffraktiv-optischen Elementen ausgebildet.To 23. Furthermore, preferably in the arrangement for robust one-shot interferometry in the measuring objective and / or in the object beam path, the means for chromatic longitudinal splitting with diffractive optical elements are formed.

Zu 24. Weiterhin sind bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie vorzugsweise viele miniaturisierte Messobjektive in Zeilen- oder Matrixanordnung angeordnet und dazu geometrisch entsprechend, Tripel-Reflektoren in Zeilen- oder Matrixanordnung ausgerichtet, wobei die Tripel-Reflektoren zumindest näherungsweise je eine vorbestimmte Winkelabweichung delta_beta aufweisen.To 24. Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, preferably many miniaturized measuring objectives are arranged in row or matrix arrangement and geometrically correspondingly, triple reflectors aligned in row or matrix arrangement, the triple reflectors at least approximately each a predetermined Angular deviation have delta_beta.

Zu 25. Weiterhin sind bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), vorzugsweise miniaturisierte Messobjektive in Form eines Mikrolinsen-Arrays angeordnet. To 25. Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), preferably miniaturized measuring objectives are arranged in the form of a microlens array.

Zu 26. Weiterhin ist bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), der Retro-Reflektor vorzugsweise als Anordnung aus zwei halbierten, zumindest näherungsweise baugleichen Referenz-Halbobjektiven mit den Brennweiten f'_1 und f'_2 = f' ausgebildet. Diese beiden Referenz-Halbobjektive bilden ein Retro-Reflektor-System. Dabei befinden sich deren optischen Achsen in einem kleinen vorbestimmten Abstand delta_e parallel zueinander und die Brennebenen der beiden halbierten, baugleichen Referenz-Halbobjektive koinzidieren zumindest näherungsweise. Diese zwei Referenz-Halbobjektive sind hochstabil und starr zueinander kombiniert. Ein derartiges Retro-Reflektor-System erzeugt eine konstante achromatische Neigung des Ausgangsstrahlenbündels zu dessen Eingangsstrahlenbündel von delta_rho = (delta_e)/f' und kann somit im Referenzstrahlengang des robusten One-Shot-Interferometers eingesetzt werden, um einen Anteil an der vorbestimmten Neigung alpha von Objekt- zum Referenzstrahlenbündel am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers zu erreichen. In der Regel wird diese den Hauptanteil von alpha darstellen. Der Neigungswinkel delta_rho stellt somit die vorbestimmte Abweichung von der Parallelität von Ausgangsstrahlen- zum Eingangsstrahlenbündel des so modifizierten Retro-Reflektor-Systems dar.To 26. Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), the retro-reflector preferably as an arrangement of two halved, at least approximately identical reference half-lenses with the focal lengths f '_1 and f'_2 = f' formed. These two reference half lenses form a retro reflector system. In this case, their optical axes are at a small predetermined distance delta_e parallel to each other and the focal planes of the two halved, identical reference half lenses coincide at least approximately. These two reference half lenses are highly stable and rigidly combined. Such a retro-reflector system produces a constant achromatic tilt of the output beam to its input beam from delta_rho = (delta_e) / f ' and can thus be used in the reference beam path of the robust one-shot interferometer to achieve a proportion of the predetermined inclination alpha of object to the reference beam at the output of the two-beam interferometer. As a rule, this will be the main part of alpha. The inclination angle delta_rho thus represents the predetermined deviation from the parallelism of output beams to the input beam of the thus modified retro-reflector system.

Hierbei ist möglich, dass beispielsweise durch Single-Point-Diamantbearbeitung die beiden Spiegel eines Schwarzschild-Objektivs so als Referenz-Halbobjektive gefertigt werden, dass diese zwei zumindest näherungsweise baugleichen Schwarzschild-Halbsystemen entsprechen, deren optische Achsen parallel zueinander angeordnet und um einen kleinen Betrag delta_e versetzt sind. Im einfachsten Fall weisen die beiden Spiegel jeweils zwei Kugelschalen auf, deren Mittelpunkte etwas, also um delta_e, versetzt sind. Diese beiden Schwarzschild-Halbsysteme weisen die gleiche Brennweite f'_1 und f'_2 = f' auf und die Brennebenen der beiden Halbsysteme fallen zusammen. Die beiden Schwarzschild-Halbsystem-Spiegel befinden sich vorzugsweise jeweils auf demselben Grundkörper. Bei der Montage eines derartigen modifizierten Schwarzschild-Systems ist jedoch sorgfältig auf die azimutale Lage der beiden modifizierten Spiegelhälften zueinander zu achten, um die Aberrationen zu minimieren. Weiterhin ist bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), das objektabbildende Messobjektiv vorzugsweise mit einer vergleichsweise hohen numerischen Apertur ausgebildet. Diese numerische Apertur kann deutlich mehr als 0,1 betragen.It is possible that, for example, by single-point diamond processing, the two mirrors of a Schwarzschild lens are made as reference half lenses that these correspond to at least approximately identical Schwarzschild half systems whose optical axes arranged parallel to each other and delta_e by a small amount are offset. In the simplest case, the two mirrors each have two spherical shells whose center points are offset slightly, that is, by delta_e. These two Schwarzschild half systems have the same focal length f'_1 and f'_2 = f 'and the focal planes of the two half systems coincide. The two Schwarzschild half-system mirrors are preferably each on the same base body. However, when assembling such a modified Schwarzschild system, care must be taken with respect to the azimuthal position of the two modified mirror halves to minimize aberrations. Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), the object-imaging measuring objective is preferably formed with a comparatively high numerical aperture. This numerical aperture can be significantly more than 0.1.

Zu 27. Weiterhin ist bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), vorzugsweise die Quelle elektromagnetischer Strahlung im Frequenzraum als über der Zeit durchstimmbare Frequenzkamm-Laserlichtquelle, oder als – hinsichtlich optischer Weglänge 2L über der Zeit – durchstimmbares Vielstrahl-Interferometer ausgebildet. Somit ändern sich die Abstände der Intensitätsmaxima der Frequenzkamm-Laserlichtquelle im Frequenzkamm, bzw. die Transmissionsmaxima des Vielstrahl-Interferometers im Frequenzraum. Dabei ist die optische Weglänge oder die optische Verzögerungslänge 2L jeweils zumindest näherungsweise einmal dem optischen Gangunterschied x im hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskop (HA KIM) zu einem Zeitpunkt des zeitlichen Durchstimmens gleichgemacht. Dieser Ansatz wurde bereits in der deutschen Offenlegungsschrift DE 2008 062 879 A1 von K. Körner und W. Osten für eine Frequenzkamm-Laserlichtquelle und in der deutschen Patentschrift DE 2008 020 902 B4 von K. Körner, W. Lyda und W. Osten für ein Vielstrahl-Interferometer beschrieben.To 27. Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), preferably the source of electromagnetic radiation in the frequency space as over time tunable frequency comb laser light source, or as - optical Path length 2L over time - tunable multi-beam interferometer formed. Thus, the distances of the intensity maxima of the frequency comb laser light source in the frequency comb, or the transmission maxima of the multi-beam interferometer in the frequency space change. At this time, the optical path length or the optical retardation length 2L is made equal at least approximately once to the optical retardation x in the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) at a time of temporal tuning. This approach has already been described in the German Offenlegungsschrift DE 2008 062 879 A1 by K. Körner and W. Osten for a frequency comb laser light source and in the German patent specification DE 2008 020 902 B4 by K. Körner, W. Lyda and W. Osten for a multi-beam interferometer.

Zu 28. Weiterhin sind bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), vorzugsweise neben den Mitteln des Durchstimmens auch Mittel zur gleichzeitigen Durch- oder Nachfokussierung im Objektstrahlengang angeordnet, welche mit Mitteln zur Synchronisierung der durchstimmbaren Frequenzkamm-Lichtquelle oder mit Mitteln zur Synchronisierung eines über der Zeit durchstimmbaren Vielstrahl-Interferometers kombiniert sind. Somit ändern sich beim Durchstimmen die Abstände der Intensitätsmaxima des FC-Lasers im Frequenzkamm, bzw. die Transmissionsmaxima des Vielstrahl-Interferometers.To 28. Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), preferably in addition to the means of tuning also means for simultaneous through- or Nachfokussierung arranged in the object beam path, which means for synchronizing the tunable frequency comb light source or combined with means for synchronizing a time-tunable multi-beam interferometer. Thus, the pitches of the intensity maxima of the FC laser in the frequency comb, or the transmission maxima of the multi-beam interferometer change when tuning.

Zu 29. Weiterhin sind vorzugsweise bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), die Mittel zur gleichzeitigen Durch- oder Nachfokussierung im Objektstrahlengang als vorbestimmt steuerbare Flüssigkeitslinse, als vorbestimmt steuerbarer Membranspiegel oder als räumlicher, vorbestimmt steuerbarer Lichtmodulator ausgebildet. Vorzugsweise befinden sich dabei die Mittel zur gleichzeitigen Durch- oder Nachfokussierung im Objektstrahlengang in der Fourier-Ebene des Objektstrahlenganges, damit sich der Abbildungsmaßstab der Abbildung zumindest näherungsweise nicht ändert.29. Furthermore, in the case of the arrangement for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), the means for simultaneous through- or post-focussing in the object beam path as a predeterminable liquid lens are preferably predetermined controllable membrane mirror or as a spatial, predetermined controllable light modulator. Preferably, the means for simultaneous through- or refocusing in the object beam path are in the Fourier plane of the object beam path, so that the magnification of the image does not change, at least approximately.

Weiterhin sind bei der Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), vorzugsweise Mittel zur Wellenfrontformung im Objektraum angeordnet. Damit besteht die Möglichkeit, Asphären zu vermessen. Diese können statisch ausgebildet sein, oder auch in der Zeit vorbestimmt veränderlich ausgebildet sein.Furthermore, in the arrangement for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), means for wave front shaping are preferably arranged in the object space. This makes it possible to measure aspheres. These may be static or may be designed to be variable over time.

Weitere Verfahrensmerkmale zur Lösung der Aufgaben:Further process features for solving the tasks:

Zu 30. Weiterhin werden vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:

  • – Nach- bzw. Durchfokussieren des Sensors in Relation zum Messobjekt, so dass sich der optische Gangunterschied zumindest für den Hauptstrahl im Objektstrahlengang im Zweistrahl-Interferometer sich zumindest näherungsweise nicht ändert und
  • – gleichzeitiges Durchstimmen der Quelle elektromagnetischer Strahlung im Frequenzraum mittels durchstimmbarer Frequenzkamm-Laserlichtquelle oder mittels durchstimmbarem Vielstrahl-Interferometer hinsichtlich optischer Weglänge 2L – also des „einfachen” optischen Gangunterschieds x_zu im Vielstrahl-Interferometer. Dabei wird die aktuelle Fokusebene, speziell der Fokuspunkt auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) stets zumindest näherungsweise dort lokalisiert, wo eine Kompensation des optischen Gangunterschieds x des Kurzkohärenz-Interferenz mikroskops durch die einfache optische Verzögerungslänge 2L der Frequenzkamm-Laserlichtquelle oder des Vielstrahl-Interferometers auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges besteht.
To 30. Furthermore, the following method steps are preferably carried out in the method for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM):
  • - Refocusing or focussing of the sensor in relation to the measurement object, so that the optical path difference, at least approximately does not change at least for the main beam in the object beam path in the two-beam interferometer, and
  • - Simultaneous tuning of the source of electromagnetic radiation in the frequency space by means of tunable frequency comb laser light source or by means of tunable multi-beam interferometer in terms of optical path length 2L - ie the "simple" optical path difference x_zu in the multi-beam interferometer. In this case, the current focal plane, especially the focal point on the optical axis of the object beam path of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) is always at least approximately localized where a compensation of the optical path difference x of the short-coherence interference microscope by the simple optical delay length 2L of the frequency comb Laser light source or the multi-beam interferometer on the optical axis of the object beam path consists.

Somit ändern sich beim Durchstimmen die Abstände der Intensitätsmaxima der Frequenzkamm-Laserlichtquelle im Frequenzkamm, bzw. die Transmissionsmaxima des Vielstrahl-Interferometers im Frequenzraum. Dabei ist die optische Verzögerungslänge 2L der Frequenzkamm-Laserlichtquelle oder des Vielstrahl-Interferometers jeweils zumindest näherungsweise einmal dem optischen Gangunterschied x im hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskop (HA KIM) zu einem Zeitpunkt des zeitlichen Durchstimmens gleichgemacht. Dabei erfolgt eine Detektion – vorzugsweise eine Kurzzeit-Detektion – in einem Zeitfenster in der Zeit des Durchstimmens mittels gerasterten Detektors. Dabei kann der gerasterte Detektor zur Kurzzeit-Detektion befähigt sein. Es kann aber auch dem optischen Strahlengang ein schnelles Shutter-System zugeordnet sein oder die Lichtquelle kann auch als Kurzpuls-Lichtquelle ausgebildet sein. Vorzugsweise kann auch in der Frequenzkamm-Laserlichtquelle oder im Vielstrahl-Interferometer eine schnelle Gegenbewegung mittels Piezostelltechnik vorbestimmt erzeugt werden, so dass sich im Zeitfenster der Bildaufnahme mittels gerasterten Detektors das räumliche Interferogramm praktisch nicht verändert, weil auch der optische Gangunterschied sich in diesem Zeitfenster nicht ändert. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die optische Abtastung im Objektraum vorzugsweise in Schritten der etwa halben Kohärenzlänge, welche sich aus dem globalen Spektrum der Lichtquelle ergibt, vorgenommen wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass die wellenoptische Schärfentiefe hierbei die Kohärenzlänge übersteigt. Der optische Gangunterschied im Objektarm des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) wird also beim Durchstimmen der Frequenzkamm-Laserlichtquelle im Frequenzkamm oder des Vielstrahl-Interferometers nicht verändert.Thus, the pitches of the intensity maxima of the frequency comb laser light source in the frequency comb, or the transmission maxima of the multi-beam interferometer in the frequency domain change when tuning. At this time, the optical retardation length 2L of the frequency-comb laser light source or the multi-beam interferometer is made equal at least approximately once to the optical retardation x in the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) at a time of temporal tuning. In this case, a detection - preferably a short-term detection - in a time window in the time of tuning by rasterized detector. The rasterized detector can be capable of short-time detection. However, it can also be assigned to the optical beam path, a fast shutter system or the light source can also be designed as a short pulse light source. Preferably, in the frequency comb laser light source or in the multi-beam interferometer fast countermovement by means of piezoelectric adjustment can be generated in a predetermined manner, so that practically does not change the spatial interferogram in the time window of image acquisition by rasterized detector, because the optical path difference does not change in this time window , It may be advantageous if the optical scanning in the object space is preferably carried out in steps of approximately half the coherence length, which results from the global spectrum of the light source. It is assumed that the wave-optical depth of field exceeds the coherence length. The optical path difference in the object arm of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) is thus not changed when tuning the frequency comb laser light source in the frequency comb or the multi-beam interferometer.

Zu 31. Weiterhin werden vorzugsweise bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:

  • – Nach- bzw. Durchfokussieren des Sensors in Relation zum Messobjekt, so dass der optische Gangunterschied – zumindest für den Hauptstrahl im Objektstrahlengang im Zweistrahl-Interferometer – sich zumindest näherungsweise nicht ändert und
  • – gleichzeitiges Durchstimmen eines dem hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskop (HA KIM) zugeordneten Zweistrahl-Interferometers hinsichtlich seines optischen Gangunterschieds x_zu. Dabei wird die aktuelle Fokusebene, speziell der Fokuspunkt auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) stets zumindest näherungsweise dort lokalisiert, wo eine Kompensation des optischen Gangunterschieds x des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) durch den optischen Gangunterschied x_zu des zugeordneten Zweistrahl-Interferometers auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges besteht.
31. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), the following method steps are preferably carried out:
  • - Refocusing or focussing of the sensor in relation to the measurement object, so that the optical path difference - at least approximately does not change - at least for the main beam in the object beam path in the two-beam interferometer - and
  • - Simultaneous tuning of a two-beam interferometer associated with the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) with respect to its optical path difference x_zu. In this case, the current focus plane, especially the focal point on the optical axis of the object beam path of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) is always at least approximately localized where a compensation of the optical path difference x of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) by the optical path difference x_zu the associated two-beam interferometer on the optical axis of the object beam path consists.

Dabei ist der optische Gangunterschieds x_zu des zugeordneten Zweistrahl-Interferometers jeweils zumindest näherungsweise einmal dem optischen Gangunterschied x im hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskop (HA KIM) zu einem Zeitpunkt des zeitlichen Durchstimmens gleichgemacht. Somit besteht also eine Gangunterschieds-Kompensation und es erfolgt dabei eine Detektion – vorzugsweise eine Kurzzeit-Detektion – in einem Zeitfenster in der Zeit des Durchstimmens mittels gerasterten Detektors. Dabei kann der gerasterte Detektor zur Kurzzeit-Detektion befähigt sein. Es kann aber auch dem optischen Strahlengang ein schnelles Shutter-System zugeordnet sein oder die Lichtquelle kann auch als Kurzpuls-Lichtquelle ausgebildet sein. Vorzugsweise kann im zugeordneten Zweistrahl-Interferometer eine schnelle Gegenbewegung mittels Piezostelltechnik vorbestimmt erzeugt werden, so dass sich im Zeitfenster der Bildaufnahme mittels gerasterten Detektors das räumliche Interferogramm praktisch nicht verändert, weil auch der optische Gangunterschied sich in diesem Zeitfenster nicht ändert. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die optische Abtastung im Objektraum vorzugsweise in Schritten der etwa halben Kohärenzlänge, welche sich aus dem Spektrum des detektierten interferierenden Lichts ergibt, vorgenommen wird. Dabei wird davon ausgegangen, dass die wellenoptische Schärfentiefe hierbei die Kohärenzlänge übersteigt. Der optische Gangunterschied im Objektarm des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) wird also beim Durchstimmen des zugeordneten Zweistrahl-Interferometers hierbei nicht verändert. In this case, the optical path difference x_zu of the associated two-beam interferometer is made equal at least approximately once to the optical path difference x in the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) at a time of the temporal tuning. Thus, there is a path difference compensation and there is a detection - preferably a short-term detection - in a time window in the time of tuning by rasterized detector. The rasterized detector can be capable of short-time detection. However, it can also be assigned to the optical beam path, a fast shutter system or the light source can also be designed as a short pulse light source. Preferably, in the associated two-beam interferometer, a fast countermovement by means of piezoelectric technology can be generated in a predetermined manner, so that practically does not change the spatial interferogram in the time window of image acquisition by means of rasterized detector, because even the optical path difference does not change in this time window. It may be advantageous if the optical scanning in the object space is preferably carried out in steps of approximately half the coherence length, which results from the spectrum of the detected interfering light. It is assumed that the wave-optical depth of field exceeds the coherence length. The optical path difference in the object arm of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) is thus not changed in this case when tuning the associated two-beam interferometer.

Zu 32. Das kurzzeitige „zeitliche Einfrieren” der räumlichen Interferogramme” im Scan in der Zeit einer Bildaufnahme mittels gerasterten Detektors, also beim gleichzeitigen Durchstimmen und Nach- bzw. Durchfokussieren, kann vorzugsweise aber auch mittels einer schnellen „logistischen Gegenbewegung” mittels hochdynamischer Piezostelltechnik vorbestimmt am Reflektor im Referenzarm erfolgen. Der optische Gangunterschied im Objektarm wird auch hierbei im Messen nicht verändert. Dies ist insbesondere bei nichtendoskopischen Applikationen ein gut umsetzbarer Ansatz. Dies grenzt sich eindeutig vom Vorschlag von G. Häusler in DE 2005 023 212 B4 2007.07.12 [10] aus dem Jahr 2005 ab, wo sich beim Messen die optische Weglänge im Objektarm über der Zeit ändert.32. The short-term "temporal freezing" of the spatial interferograms in the scan during the time of image recording by means of a rastered detector, ie simultaneous tuning and refocusing, can preferably also be predetermined by means of a fast "logistic countermovement" by means of highly dynamic piezoelectric position technology done on the reflector in the reference arm. The optical path difference in the object arm is also not changed here in the measurement. This is a well-practicable approach, especially in non-endoscopic applications. This is clearly different from the proposal of G. Häusler in DE 2005 023 212 B4 2007.07.12 [10] from 2005, where the optical path length in the object arm changes over time during measurement.

Mit diesen Messverfahren ist es möglich, auch bei starken Vibrationen und starken Luftturbulenzen auswertbare räumliche Interferogramme aus dem Volumen des oder der Messobjekte zu generieren und zu detektieren. Mittels bei Vibrationen und/oder starken Luftturbulenzen in verschiedenen Fokuspositionen „in einem Schuss” detektierte Wavelets und Wavelet-Gruppen können in Verbindung mit Sensoren, welche zusätzlich auch Messergebnisse über Vibrationsbewegungen und Vibrationsfrequenzen des Messobjekts als Starrkörper und gegebenenfalls auch der Luftturbulenzen detektieren, zu in sich konsistenten dreidimensionalen Datensätzen, also Punktwolken verrechnet werden. Dies kann auch auf der Basis modellgestützter Ansätze mit a prioriInformationen über das Messobjekt erfolgen. Hierbei können gegebenenfalls auch elastische Deformationen des Messobjekts zeitaufgelöst und dreidimensional gemessen werden.With these measuring methods, it is possible to generate and detect evaluable spatial interferograms from the volume of the object or objects to be measured, even in the case of strong vibrations and strong air turbulences. By means of vibrations and / or strong air turbulences in different focus positions "in one shot" detected wavelets and wavelet groups can be detected in conjunction with sensors which additionally also detect measurement results on vibration movements and vibration frequencies of the measurement object as a rigid body and possibly also of air turbulence Consistent three-dimensional data sets, so point clouds are charged. This can also be done on the basis of model-based approaches with a priori information about the measurement object. If necessary, elastic deformations of the measurement object can also be measured time-resolved and three-dimensionally.

Dies ermöglicht den Einsatz der Interferometrie insbesondere auch in endoskopischen Applikationen, in denen eine Fokussierung mittels vorbestimmt steuerbarer Flüssigkeitslinse, steuerbaren Membranspiegels als räumlichen Lichtmodulators gut möglich ist, jedoch kein Tiefen-Scannen oder eine Änderung des optischen Gangunterschiedes im Referenzarm, beispielsweise sich aus Gründen des verfügbaren Volumens verbietet. Diese Ansätze ermöglichen somit auch das erfolgreiche Betreiben von interferometrischer In line-Messtechnik in Bereichen und industriellen Umgebungen, insbesondere auch in der metallverarbeitenden Fertigungstechnik, die der Interferometrie bisher wegen nicht beherrschbarer Störeinflüsse weitgehend verschlossen blieben.This allows the use of interferometry in particular in endoscopic applications in which a focus by means of a predeterminable controllable liquid lens, controllable membrane mirror as a spatial light modulator is well possible, but no depth scanning or a change in the optical path difference in the reference, for example, for reasons of available Volume prohibits. These approaches thus also allow the successful operation of interferometric in-line metrology in areas and industrial environments, especially in metal-working manufacturing technology, which remained largely closed to interferometry because of uncontrollable interference.

Zu 33. Weiterhin können bei dem Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie, auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden:

  • – Verschieben des Interferometers zum Messobjekt oder Verschieben des Messobjekts zum Interferometer und dadurch Ändern der optischen Weglänge im Objektarm,
  • – kurzzeitiges Ändern der optischen Weglänge im Referenzarm in Zeitabständen, in denen der optische Gangunterschied sich maximal um die Kohärenzlänge beziehungsweise die halbe Kohärenzlänge des interferierenden Lichts geändert hat, so dass sich durch dieses kurzzeitige Ändern der optischen Weglänge im Referenzarm in einem Zeitfenster der optische Gangunterschied im Interferometer nicht ändert. Diese Bewegung zum kurzzeitigen Ändern der optischen Weglänge im Referenzarm kann mittels Piezostelltechnik vorbestimmt erzeugt werden. Dabei erfolgt eine Detektion mittels gerasterten Detektors vorzugsweise eine Kurzzeit-Detektion in diesem Zeitfenster, also bei einem zumindest näherungsweise unveränderlichen optischen Gangunterschied.
33. Furthermore, in the method for robust one-shot interferometry, also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), the following method steps can be carried out:
  • Shifting the interferometer to the measurement object or shifting the measurement object to the interferometer and thereby changing the optical path length in the object arm,
  • - Short-term change of the optical path length in the reference arm at intervals in which the optical path difference has changed by a maximum of the coherence length or half the coherence length of the interfering light, so that this temporary change in the optical path length in the reference arm in a time window, the optical path difference in Interferometer does not change. This movement to temporarily change the optical path length in the reference arm can be generated by means of piezoelectric predetermined. In this case, a detection by means of rastered detector preferably a short-term detection in this time window, ie at an at least approximately invariable optical path difference.

Dies entspricht dem Vorschlag von G. Häusler aus dem Jahr 2005, dargestellt in [10], und wird deshalb hier nicht beansprucht.This corresponds to the proposal of G. Häusler from 2005, presented in [10], and is therefore not claimed here.

Beschreibung der Figuren Description of the figures

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der 1 bis 10 und zusätzlich anhand von sechs Ausführungsbeispielen AB1 bis AB6 ohne Figuren beschrieben.The invention is exemplified by the 1 to 10 and additionally described with reference to six embodiments AB1 to AB6 without figures.

Hier wird der Begriff Licht stets als Synonym für elektromagnetische Strahlung vom Terahertz-, über das Infrarot- bis zum tiefen UV-Spektrum verwendet.Here, the term light is always used as a synonym for electromagnetic radiation from the terahertz, over the infrared to the deep UV spectrum.

Die 1 stellt einen Sensor auf der Basis eines Interferometers dar, das im Grundtyp im Jahr 1988 von K. Körner und H. Fritz vorgeschlagen wurde [2]–[4]. Der Sensor gemäß 1, hier als Punktsensor ausgebildet, kann auch zur Prüfung polierter Asphären eingesetzt werden. Das Licht von einer spektral vergleichsweise breitbandigen Lichtquelle 1 im nah-infraroten Bereich tritt über eine Single-Mode-Faser 2 aus, deren Faserende einen Lichtquellpunkt darstellt, und wird durch einen Kollimator 3 nach Unendlich abgebildet. Das kollimierte Bündel gelangt auf eine Strahlteiler-Fläche 4 einer Planparallelplatte 5, wo das Licht in ein Referenzbündel R und ein Objektbündel O aufgespaltet wird. Der Verlauf von zwei Strahlen A und B kann bis zur Detektion auf dem gerasterten Empfänger 131 nachverfolgt werden. Der Strahlteiler-Fläche 4 auf der Planparalleleplatte 5 gegenüber und etwas versetzt ist eine Strahlvereiniger-Fläche 6 angeordnet, die im Weiteren der Strahlvereinigung dient.The 1 represents a sensor based on an interferometer, which was proposed in basic type in 1988 by K. Körner and H. Fritz [2] - [4]. The sensor according to 1 , designed here as a point sensor, can also be used to test polished aspheres. The light from a spectrally comparatively broadband light source 1 in the near-infrared range occurs via a single-mode fiber 2 whose fiber end is a light source point, and is passed through a collimator 3 mapped to infinity. The collimated bundle reaches a beam splitter surface 4 a plane parallel plate 5 where the light is split into a reference beam R and an object beam O. The course of two beams A and B can until detection on the rasterized receiver 131 be tracked. The beam splitter surface 4 on the plan parallel plate 5 opposite and slightly offset is a beam merging surface 6 arranged, which then serves the beam association.

Das Licht, welches an der Strahlteiler-Fläche 4 in den Objektstrahlengang reflektiert wird, gelangt in ein Halb-Schwarzschild-Messobjektiv 7, welches aus einem Zentralspiegel 8 und einem Außenspiegel 9 besteht, der in der Draufsicht symbolisch im Detail A dargestellt ist. In einem weiteren Ausführungsbeispiel (AB1) ist das Schwarzschild-Messobjektiv auch als Vollsystem ausgebildet, welches dann hier nur zur Hälfte genutzt wird. Das Halb-Schwarzschild-Messobjektiv weist eine mittlere numerische Apertur von 0,14 auf. Der Randstrahlwinkel des Messobjektivs variiert hier azimutal etwas aufgrund des Halbsystems.The light which is at the beam splitter surface 4 is reflected in the object beam path, enters a half-Schwarzschild measuring objective 7 which consists of a central mirror 8th and an exterior mirror 9 exists, which is shown symbolically in detail A in the plan view. In a further embodiment (AB1), the Schwarzschild measuring objective is also designed as a full system, which is then used only halfway here. The half-Schwarzschild measuring objective has an average numerical aperture of 0.14. The marginal beam angle of the measuring lens varies here azimuthally due to the half system.

Das Objektlichtbündel trifft nach dem Passieren des Halb-Schwarzschild-Messobjektivs 7 fokussiert im Messpunkt MP auf die spiegelnde Objektoberfläche des Objekts 101. Dieses Objekt 101 stellt hier eine zur Formmessung optisch anzutastende Asphäre dar. Die Objektoberfläche derselben im abgetasteten Ringbereich soll sich innerhalb des wellenoptischen Schärfentiefebereiches des fokussierten Lichts befinden. Das vom Objekt 101 zurückkehrende Licht wird nach dem Passieren des Halb-Schwarzschild-Messobjektivs 7, der Transmission an der Strahlteiler-Fläche 4 und nach Transmission der Strahlvereiniger-Fläche 6 über den Interferometer-Ausgang in Richtung des gerasterten Detektors 131 gelenkt. Das bei der Strahlteilung des Eingangsbündels die Strahlteiler-Fläche 4 geradlinig passierende Referenzlichtbündel R gelangt auf den Tripelspiegel-Reflektor 11. Bei diesem Tripelspiegel-Reflektor 11 ist der Planspiegel 12 um den Winkel delta_beta aus der idealen Raumecke heraus gekippt. Das Referenzlichtbündel R erfährt nach Reflexion der ersten beiden Planspiegel des Tripelspiegel-Reflektors 11 und schließlich nach Reflexion am Planspiegel 12 eine Strahlneigung zum Eingangsstrahlenbündel von delta_rho, trifft auf die Strahlvereiniger-Fläche 6 und gelangt nach Reflexion an derselben auf den gerasterten Detektor in Form einer Matrixkamera 131, wo es zur Interferenz mit dem vom Objekt über die Strahlteiler-Fläche 4 und die Strahlvereiniger-Fläche 6 kommenden Objektstrahlenbündel O kommt. Der Winkel zwischen Referenz- und Objektstrahlenbündel, beziehungsweise zwischen den Normalen der beiden interferierenden Wellenfronten beträgt alpha. Es entstehen hier Zweistrahl-Interferenzen. Dabei ist TAT-E die Teilapertur des Tripelreflektors in dessen Eingangsbereich. TAT-A stellt die Teilapertur des Tripelreflektors in dessen Ausgangsbereich dar. Die Lateral-Shear zwischen den interferierenden Wellenfronten – also auf der Matrixkamera 131 – ist zumindest näherungsweise zu null gemacht, um auch die durch den Kollimator 3 sich ergebenden Wellenfrontaberrationen weitgehend unwirksam werden zu lassen. Das auf der Matrixkamera 131 entstehende flächenhafte Kurzkohärenz-Interferogramm, das in jeder durch das Interferenzlicht beleuchteten Zeile der Matrixkamera 131 ein Intensitäts-Wavelet 140 bildet, wird ausgewertet, um die Formfehler der Asphäre zu ermitteln, wobei die Asphäre sich zur optischen Abtastung auf einem rotierenden, jedoch hier nicht dargestellten Ultra-Präzisions-Drehtisch befindet. Vor der Auswertung wird eine Mittelwertbildung der Intensitätswerte der räumlichen Interferogramme durchgeführt. Auf der Matrixkamera sollte mindestens die Halbwertsbreite der Einhüllenden des räumlichen Interferogramms Platz finden, die sich aus dem Spektrum des interferierenden Lichts und den Daten der geometrisch-optischen Abbildung auf die Matrixkamera 131 ergibt. Vorteilhaft ist hierbei, wenn mindestens die volle Breite der Einhüllenden des räumlichen Interferogramms der Länge des detektierten Interferogramms auf die Matrixkamera 131 entspricht. Die Messanordnung ist im Zusammenhang mit der wellenoptischen Schärfetiefe der Objektabbildung zu dimensionieren.The object light beam strikes after passing the half-Schwarzschild measuring objective 7 Focuses on the specular object surface of the object at the measuring point MP 101 , This object 101 here represents an aspherical optic to be measured for the measurement of form. The object surface thereof in the scanned annular region should be located within the wave-optical depth of field of the focused light. The object 101 returning light becomes after passing the half-Schwarzschild measuring objective 7 , the transmission at the beam splitter surface 4 and after transmission of the beam combiner surface 6 via the interferometer output in the direction of the screened detector 131 directed. That at the beam splitting of the input beam, the beam splitter surface 4 rectilinearly passing reference light bundle R reaches the triple reflector 11 , In this triple mirror reflector 11 is the plane mirror 12 Tilted out of the ideal room corner by the angle delta_beta. The reference light bundle R undergoes reflection of the first two plane mirrors of the triple mirror reflector 11 and finally, after reflection on the plane mirror 12 a beam tilt to the input beam of delta_rho hits the beam combiner surface 6 and after reflection, arrives at the screened detector in the form of a matrix camera 131 where there is interference with the object from the beam splitter surface 4 and the beam combiner area 6 coming object beam O comes. The angle between the reference and object beams, or between the normals of the two interfering wavefronts is alpha. This creates two-beam interference. TAT-E is the sub-aperture of the triple reflector in its input area. TAT-A represents the sub-aperture of the triple reflector in its output region. The lateral shear between the interfering wavefronts - ie on the matrix camera 131 - is at least approximately made to zero, even by the collimator 3 resulting wavefront aberrations are largely ineffective. That on the matrix camera 131 resulting areal short-coherence interferogram that in each illuminated by the interference light line of the matrix camera 131 an intensity wavelet 140 is evaluated to evaluate the shape errors of the asphere, the asphere being for optical scanning on a rotating but not shown ultra-precision turntable. Before the evaluation, an averaging of the intensity values of the spatial interferograms is performed. On the matrix camera, at least the half-width of the envelope of the spatial interferogram, which is composed of the spectrum of the interfering light and the data of the geometrical-optical image on the matrix camera, should be accommodated 131 results. It is advantageous if at least the full width of the envelope of the spatial interferogram of the length of the detected interferogram on the matrix camera 131 equivalent. The measuring arrangement is to be dimensioned in connection with the wave-optical depth of focus of the object image.

Die 2 stellt einen Punktsensor dar, der auf der Anordnung nach 1 basiert, wobei hier das Detail B dem Detail A in 1 entspricht. Dieser Punktsensor kann ebenfalls zur Prüfung polierter Asphären eingesetzt werden. Zur Vergrößerung des wellenoptischen Schärfetiefenbereichs ist hier zusätzlich ein schwach fokussierendes, diffraktiv-optisches Element 15, ein DOE, hier eine Fresnellinse mit positiver Brechkraft, angeordnet. Dieses diffraktiv-optische Element 15 führt zu einer chromatischen Tiefenaufspaltung von Foki im Bereich delta_z, also von MPmin bis MPmax, im Objektraum, so dass sich der Tiefenmessbereich des Punktsensors im Vergleich zur einfachen wellenoptischen Schärfentiefe – gegeben durch die numerische Apertur und die jeweils wirkende Wellenlänge – hier um ein Mehrfaches vergrößert. Zur Kompensation des optischen Gangunterschieds und zur Eliminierung von Gangunterschiedsvariationen im Interferometer ist im Referenzstrahlengang eine Planparallelplatte 16 zum Ausgleich des optischen Gangunterschieds und zur Anpassung der Dispersion angeordnet, welche durch das Substrat des diffraktiv-optischen Elements 15 eingebracht wird. Am Ausgang des Interferometers befindet sich eine Zylinderoptik 17, welche die kollimierten Bündel aus dem Objekt- und Referenzarm zu einer Lichtlinie fokussiert, die das räumliche Interferogramm darstellt, wobei in der Fokusebene der Zylinderoptik 17 eine Spaltblende 18, siehe auch Detail C, angeordnet ist, wodurch auch eine partielle konfokale Diskriminierung gegeben ist. Dieses räumliche Interferogramm wird durch ein Teleskop auf eine Zeilenkamera 132 abgebildet. Das Teleskop besteht aus dem ersten Teleskopobjektiv 19, dem zweiten Teleskopobjektiv 21 sowie einer Doppelspaltblende 20, siehe auch Detail D, in der gemeinsamen Brennebene der Teleskopobjektive 19 und 21, welche auch der Tiefpassfilterung des Objektlichtbündels und einer weiteren partiellen konfokalen Diskriminierung dient. So überlagern sich Objekt- und Referenzwellenfronten auf der Zeilenkamera 132 zu einem räumlichen Interferogramm, dessen Intensitätsverteilung als Wavelet 140 dargestellt ist.The 2 represents a point sensor following the arrangement 1 Here, the detail B the detail A in 1 equivalent. This point sensor can also be used to test polished aspheres. To increase the wavelength of the optical depth of field, here is also a weak focusing, diffractive optical element 15 , a DOE, here a Fresnel lens with positive refractive power, arranged. This diffractive-optical element 15 leads to a chromatic depth splitting of foci in the range delta_z, ie from MPmin to MPmax, in the object space, so that the depth measuring range of the point sensor compared to the simple optical depth of field - given by the numerical aperture and the respective acting wavelength - increased here several times , To compensate for the optical path difference and to eliminate path difference variations in the interferometer in the reference beam path is a plane parallel plate 16 arranged to compensate for the optical path difference and for adjusting the dispersion, which by the substrate of the diffractive optical element 15 is introduced. At the output of the interferometer is a cylinder optics 17 which focuses the collimated beams from the object and reference arms into a line of light representing the spatial interferogram, wherein in the focal plane the cylinder optics 17 a slit diaphragm 18 , see also detail C, which also gives partial confocal discrimination. This spatial interferogram is transmitted through a telescope to a line camera 132 displayed. The telescope consists of the first telescope objective 19 , the second telescope lens 21 as well as a double slit panel 20 , see also detail D, in the common focal plane of the telescope lenses 19 and 21 which also serves the low pass filtering of the object light beam and another partial confocal discrimination. Thus, object and reference wavefronts overlap on the line scan camera 132 to a spatial interferogram whose intensity distribution is a wavelet 140 is shown.

Die 3 stellt einen Multipunkt-Liniensensor dar, der im optischen Basiskonzept ebenfalls auf der optischen Anordnung gemäß 1 beruht, wobei hier das Detail E dem Detail A in 1 entspricht. Die spektral breitbandige Lichtquelle 100 ist hierbei als Anordnung mit mehreren Single-Mode-Fasern in einer geraden Linie ausgebildet. Die einzelnen Lichtquellpunkte an den Faserenden werden jeweils durch einen Kollimator 3 nach Unendlich abgebildet. Die somit kollimierten Bündel gelangen auf eine Strahlteiler-Fläche 4 einer Planparallelplatte 5, wo jedes auftreffende Lichtbündel in ein Referenzbündel durch Transmission und ein Objektbündel durch Reflexion aufgespaltet wird. Der Strahlteiler-Fläche 4 auf der Planparalleleplatte 5 gegenüber und etwas versetzt ist eine Strahlvereiniger-Fläche 6 angeordnet, die im Weiteren der Strahlvereinigung dient. Im Referenzstrahlengang ist ein Schwarzschild-Referenzobjektiv 22 mit Referenzspiegel 23 in dessen Fokusposition angeordnet. Dabei ist TAF-E, siehe auch Detail F, die Teilapertur des Schwarzschild-Referenzobjektivs 22 in dessen Eingangsbereich und TAF-A stellt die Teilapertur des Schwarzschild-Referenzobjektivs 22 in dessen Ausgangsbereich dar. Die Strahlablenkung wird mittels achromatischen optischen Keils 24, bestehend aus einem Prismenkeil mit einem aufgebrachten diffraktiv-optischen Element, erzeugt. Dadurch gibt es für alle Wellenlängen einen zumindest näherungsweise gleichen Winkel alpha zwischen Referenz- und Objektstrahlenbündel, beziehungsweise zwischen den Normalen der beiden interferierenden Wellenfronten am Ausgang des Interferometers. Im Objektstrahlengang ist eine Planparallelplatte 16 zum Ausgleich des optischen Gangunterschieds im Interferometer angeordnet, so dass die Wirkung des Substrats hinsichtlich optischer Weglänge und Dispersion des achromatischen optischen Keils 24 zumindest näherungsweise kompensiert ist. Das Messobjekt stellt hier ein metallisches, feinstbearbeitetes Messobjekt 102 dar, wodurch eine konfokale Diskriminierung des Objektlichts nicht zwingend notwendig ist, da physikalisch bedingt kein Streulicht aus dem Inneren des metallischen Objekts austritt, welches die optische Datenerfassung erschweren würde. Am Ausgang des Interferometers ist eine Zylinderoptik 17 angeordnet, welche die Vielzahl von kollimierten Bündeln aus dem Objekt- und Referenzarm zu einer Vielzahl von separierten und parallel zueinander angeordneten Lichtlinien fokussiert, wobei jede Lichtlinie jeweils ein räumliches Interferogramm auf einer Matrixkamera 131 darstellt, so dass eine Vielzahl von räumlich separierten Interferogramm simultan mittels Matrixkamera 131 in einem Kamera-Frame in Form eines Stapels detektiert wird, was im Detail G symbolisch dargestellt ist. Die Intensitätsverteilungen von zwei Interferogrammen 141 und 142 sind dargestellt. Damit wird bei entsprechender Auslegung des Sensors eine linienhafte Profilmessung am Messobjekt 102 in der Zeit eines einzigen Kamera-Frames möglich, da für die Profilmessung jedes räumliche Interferogramm einen Tiefenmesspunkt liefert.The 3 represents a multipoint line sensor, which in the basic optical concept also on the optical arrangement according to 1 is based, here the detail E the detail A in 1 equivalent. The spectrally broadband light source 100 is designed as an arrangement with a plurality of single-mode fibers in a straight line. The individual light source points at the fiber ends are each controlled by a collimator 3 mapped to infinity. The thus collimated bundles reach a beam splitter surface 4 a plane parallel plate 5 where each incident light beam is split into a reference beam by transmission and an object beam by reflection. The beam splitter surface 4 on the plan parallel plate 5 opposite and slightly offset is a beam merging surface 6 arranged, which then serves the beam association. In the reference beam path is a Schwarzschild reference lens 22 with reference mirror 23 arranged in its focus position. TAF-E, see also detail F, is the partial aperture of the Schwarzschild reference lens 22 in its entrance area and TAF-A represents the sub-aperture of the Schwarzschild reference lens 22 in the output region. The beam deflection is by means of achromatic optical wedge 24 consisting of a prism wedge with an applied diffractive optical element generated. As a result, there is an at least approximately the same angle alpha between the reference beam and the object beam, or between the normals of the two interfering wavefronts at the output of the interferometer, for all wavelengths. In the object beam path is a plane parallel plate 16 arranged to compensate for the optical path difference in the interferometer, so that the effect of the substrate in terms of optical path length and dispersion of the achromatic optical wedge 24 is at least approximately compensated. The measurement object here represents a metallic, micromachined measurement object 102 whereby a confocal discrimination of the object light is not absolutely necessary, since, due to physical reasons, no stray light emerges from the interior of the metallic object, which would make optical data acquisition more difficult. At the output of the interferometer is a cylinder optics 17 which focuses the plurality of collimated bundles from the object and reference arms into a plurality of separated and parallel light lines, each light line each having a spatial interferogram on a matrix camera 131 represents, so that a plurality of spatially separated interferogram simultaneously by means of matrix camera 131 is detected in a camera frame in the form of a stack, which is shown symbolically in detail G. The intensity distributions of two interferograms 141 and 142 are shown. Thus, with appropriate design of the sensor, a linear profile measurement on the measurement object 102 in the time of a single camera frame possible, since for profiling each spatial interferogram provides a depth measurement point.

Die 4 stellt ebenfalls einen Liniesensor dar und basiert teilweise auf der Anordnung nach 3, wobei das Detail H dem Detail A in 1 entspricht und das Detail J dem Detail F in 3. Zur Vergrößerung des wellenoptischen Schärfetiefenbereichs ist auch hier – wie schon in 2 – ein schwach fokussierendes diffraktiv-optisches Element 15, ein DOE, hier eine Fresnellinse mit positiver Brechkraft, angeordnet. Dieses diffraktiv-optische Element 15 führt eine chromatische Tiefenaufspaltung von Foki im Bereich delta_z, also von MPmin bis MPmax, im Objektraum durch, so dass sich der Tiefenmessbereich dieses Liniensensors im Vergleich zur einfachen wellenoptischen Schärfentiefe – gegeben durch die numerische Apertur und die jeweils wirkende Wellenlänge – hier um ein Mehrfaches vergrößert. Das biologische Messobjekt 103 wird in einer Schnittfläche durch eine Vielzahl von Foki gleichzeitig sowohl lateral als auch in der Tiefe optisch abgetastet. Zur Kompensation der Wirkung des Substrats diffraktiv-optisches Element 15 auf den optischen Gangunterschieds im Interferometer ist das Substrat des achromatischen optischen Keils 24 im Referenzstrahlengang mit zumindest näherungsweise gleicher optischer Weglänge wie das Substrat des diffraktiv-optischen Elements 15 ausgebildet. Auch die Dispersion der Substrate ist zumindest näherungsweise angeglichen. Am Ausgang des Interferometers befindet sich eine Zylinderoptik 17, welche die Vielzahl kollimierter Bündel aus dem Objekt- und Referenzarm zu einer Vielzahl von Lichtlinien fokussiert, die jeweils räumliche Interferogramme in der Fokusebene der Zylinderoptik 17 bilden. Dabei ist in der Fokusebene der Zylinderoptik 17 eine Multispaltblende 25, siehe auch Detail K, angeordnet, wodurch auch eine partielle konfokale Diskriminierung gegeben ist. Die räumlichen Interferogramme werden durch ein Teleskop auf eine Matrixkamera 131 abgebildet. Dieses Teleskop besteht aus dem ersten Teleskopobjektiv 19, dem zweiten Teleskopobjektiv 21 sowie einer Doppelspaltblende 20, siehe auch Detail L, die sich in der gemeinsamen Brennebene des Teleskops befindet, welche auch der Tiefpassfilterung des Objektlichtbündels und einer weiteren partiellen konfokalen Diskriminierung dient. So überlagern sich tiefpassgefilterte Objekt- und Referenzwellenfronten auf der Matrixkamera 131, dargestellt im Detail M, zu räumlichen Interferogrammen, deren Intensitätsverteilungen beispielhaft in Form von zwei Wavelet 141 und 142 dargestellt sind.The 4 also represents a line sensor and is partly based on the arrangement 3 where detail H is detail A in FIG 1 corresponds and the detail J the detail F in 3 , To increase the wave-optical depth of field is also here - as in 2 A weakly focusing diffractive-optical element 15 , a DOE, here a Fresnel lens with positive refractive power, arranged. This diffractive-optical element 15 performs chromatic depth splitting of foci in the range delta_z, ie from MPmin to MPmax, in the object space, so that the depth measurement range of this line sensor compared to the simple optical depth of field - given by the numerical aperture and the respective acting wavelength - increased here several times , The biological object of measurement 103 is optically scanned simultaneously in a cut surface by a plurality of foci both laterally and in depth. To compensate for the effect of the substrate diffractive-optical element 15 on the optical path difference in the interferometer is the substrate of the achromatic optical wedge 24 in the reference beam path with at least approximately the same optical path length as the substrate of the diffractive-optical element 15 educated. The dispersion of the substrates is at least approximately equalized. At the output of the interferometer is a cylinder optics 17 which focuses the plurality of collimated beams from the object and reference arms into a plurality of lines of light, each spatial interferograms in the focal plane of the cylinder optics 17 form. Here, in the focal plane of the cylinder optics 17 a multi-pane panel 25 , see also detail K, which also gives partial confocal discrimination. The spatial interferograms are transmitted through a telescope to a matrix camera 131 displayed. This telescope consists of the first telescope lens 19 , the second telescope lens 21 as well as a double slit panel 20 , see also detail L, which is located in the common focal plane of the telescope, which also serves the low-pass filtering of the object light beam and another partial confocal discrimination. Thus, low pass filtered object and reference wavefronts overlap on the matrix camera 131 , represented in detail M, to spatial interferograms whose intensity distributions are exemplified in the form of two wavelets 141 and 142 are shown.

Die 5 zeigt eine Spiegeltreppe 26, die aus einem ersten Planspiegel 261 und einem zweiten Planspiegel 262 aufgebaut ist. Diese Spiegeltreppe 26 erzeugt eine Strahlrichtungsänderung von delta_rho für das Referenzstrahlenbündel R und wird einem Tripelspiegel-Reflektor 11 oder einem Schwarzschild-Referenzobjektiv 22 mit Referenzplanspiegel 23, welche zusammen ein Retro-Reflektor-System bilden, zu- oder nachgeordnet, um eine Neigung mit dem Winkel alpha zwischen Referenz- und Objektstrahlenbündel am Ausgang des Interferometers zu erzeugen.The 5 shows a mirrored staircase 26 coming from a first plane mirror 261 and a second plane mirror 262 is constructed. This mirrored staircase 26 generates a beam direction change of delta_rho for the reference beam R and becomes a cusp reflector 11 or a Schwarzschild reference lens 22 with reference plane mirror 23 , which together form a retro-reflector system, added or arranged in order to produce a slope with the angle alpha between the reference and object beams at the output of the interferometer.

Die 6 stellt eine Drei-Planspiegel-Reflektorgruppe 270 dar, wobei der erste Planspiegel 271, der zweite Planspiegel 272 und der dritte Planspiegel 273 jeweils senkrecht auf einer gemeinsamen Bezugsebene E stehen. Diese Drei-Planspiegel-Reflektorgruppe 270 erzeugt eine Lateral-Shear. Bei Anordnung derselben im Fokusbereich eines Referenz-Schwarzschild-Objektivs 22 – an Stelle eines einzelnen Planspiegels – entsteht eine Strahlrichtungsänderung für das Referenzstrahlenbündel R, um den Winkel alpha zwischen Referenz- und Objektstrahlenbündel zu erzeugen.The 6 represents a three-plane mirror reflector group 270 where the first plane mirror 271 , the second plane mirror 272 and the third plane mirror 273 each perpendicular to a common reference plane E stand. This three-plane mirror reflector group 270 creates a lateral shear. When placed in the focus area of a reference Schwarzschild lens 22 - Instead of a single plane mirror - creates a beam direction change for the reference beam R to produce the angle alpha between the reference and object beams.

Die 7 stellt einen Referenz-Retro-Reflektor 280 dar, der zwei Teilaperturen TAF-E und TAF-A aufweist, von denen die Teilapertur TAF-E jeweils allein für in den Referenz-Retro-Reflektor 280 hineingehendes Licht und eine Teilapertur TAF-A jeweils allein für aus dem Referenz-Retro-Reflektor 280 herausgehendes Licht genutzt wird. Der Referenz-Retro-Reflektor 280 ist als Anordnung aus zwei halbierten, zumindest näherungsweise baugleichen Referenz-Halbobjektiven 281 und 282 mit den Brennweiten f'_1 = f'_2 = f' ausgebildet. Diese beiden Referenz-Halbobjektive 281 und 282 bilden gemeinsam mit dem Referenzplanspiegel 23 den Referenz-Retro-Reflektor 28. Dabei befinden sich die optischen Achsen der beiden Referenz-Halbobjektive 281 und 282 in einem kleinen vorbestimmten Abstand delta_e parallel zueinander und die Brennebenen der beiden halbierten, baugleichen Referenz-Halbobjektive 281 und 282 koinzidieren. Diese zwei Referenz-Halbobjektive 281 und 282 sind hochstabil und mechanisch starr zueinander kombiniert. Ein derartiger Referenz-Retro-Reflektor 280 erzeugt eine konstante achromatische Neigung delta_rho des Ausgangsstrahlenbündels zu dessen Eingangsstrahlenbündel von delta_rho = (delta_e)/f' und kann somit im Referenzstrahlengang eines robusten One-Shot-Interferometers eingesetzt werden, um zumindest einen Anteil an der vorbestimmten Neigung alpha von Objekt- zum Referenzstrahlenbündel am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers zu realisieren. In der Regel wird dies der Hauptanteil von alpha sein. Der Neigungswinkel delta_rho stellt somit die vorbestimmte Abweichung von der Parallelität von Ausgangsstrahlen- zum Eingangsstrahlenbündel des Referenz-Retro-Reflektors 280 dar.The 7 represents a reference retro reflector 280 which has two sub-apertures TAF-E and TAF-A, of which the sub-aperture TAF-E each alone for in the reference retro-reflector 280 incoming light and a sub-aperture TAF-A each alone for from the reference retro-reflector 280 Outgoing light is used. The reference retro reflector 280 is an arrangement of two halved, at least approximately identical reference half lenses 281 and 282 formed with the focal lengths f'_1 = f'_2 = f '. These two reference half lenses 281 and 282 form together with the reference plan mirror 23 the reference retro reflector 28 , Here are the optical axes of the two reference half lenses 281 and 282 in a small predetermined distance delta_e parallel to each other and the focal planes of the two halved, identical reference half lenses 281 and 282 coincide. These two reference half lenses 281 and 282 are highly stable and mechanically rigidly combined. Such a reference retro-reflector 280 produces a constant achromatic slope delta_rho of the output beam to its input beam from delta_rho = (delta_e) / f ' and can thus be used in the reference beam path of a robust one-shot interferometer in order to realize at least a portion of the predetermined inclination alpha of the object to the reference beam at the output of the two-beam interferometer. In general, this will be the major part of alpha. The inclination angle delta_rho thus represents the predetermined deviation from the parallelism of output beams to the input beam of the reference retro-reflector 280 represents.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel (AB2) – hier ohne Darstellung in einer Figur – ist als Schwarzschild-Objektiv aufgebaut. Hierbei sind durch Single-Point-Diamantbearbeitung die beiden Spiegel des Schwarzschild-Objektivs so als Referenz-Halbobjektive gefertigt, dass diese zumindest näherungsweise zwei baugleichen Schwarzschild-Halbsystemen entsprechen, deren optische Achsen parallel zueinander angeordnet und um einen kleinen Betrag delta_e versetzt sind. Im einfachsten Fall weisen die beiden Spiegel jeweils zwei Kugelschalen auf, deren Mittelpunkte etwas, also um delta_e, versetzt sind. Diese beiden Schwarzschild-Halbsysteme weisen die gleiche Brennweite f'_1 und f'_2 = f' auf und die Brennebenen der beiden Halbsysteme fallen zusammen. Die beiden Schwarzschild-Halbsystem-Spiegel befinden sich vorzugsweise jeweils auf demselben Grundkörper. Bei der Montage eines derartigen modifizierten Schwarzschild-Systems ist jedoch sorgfältig auf die azimutale Lage der beiden modifizierten Spiegelhälften zueinander zu achten, um die Aberrationen zu minimieren.Another embodiment (AB2) - here without representation in a figure - is constructed as a Schwarzschild lens. In this case, the two mirrors of the Schwarzschild objective are manufactured as reference half-objectives by single-point diamond machining such that they correspond at least approximately to two identical Schwarzschild half systems whose optical axes are arranged parallel to one another and offset by a small amount delta_e. In the simplest case, the two mirrors each have two spherical shells whose center points are offset slightly, that is, by delta_e. These two Schwarzschild half systems have the same focal length f'_1 and f'_2 = f 'and the focal planes of the two half systems coincide. The two Schwarzschild half-system mirrors are preferably each on the same base body. However, when assembling such a modified Schwarzschild system, care must be taken with respect to the azimuthal position of the two modified mirror halves to minimize aberrations.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel (AB3) – hier ohne Darstellung in einer Figur – ist mit einer Multipunktlichtquelle, deren Lichtpunkte nach Abbildung ein Messfeld flächig abdecken, zur Mikroformmessung an rauen Oberflächen aufgebaut. Dabei ist eine Matrixkamera 131 zur Detektion einer Vielzahl räumlicher Interferogramme etwas verdreht angeordnet. Ein derartiger Ansatz, der hier zur Abwendung kommt, wurde bereits für die flächenhaft messende Spektral-Interferometrie bereits in der Schrift DE 10 2006 007 172 A1 im Absatz 0056 sowie den 8 bis 10 geoffenbart. Another embodiment (AB3) - here without representation in a figure - is constructed with a multi-point light source whose light points cover a measuring field area after imaging, for microforming on rough surfaces. This is a matrix camera 131 arranged slightly twisted for detecting a variety of spatial interferograms. Such an approach, which comes here to avert, was already for the areal spectral interferometry already in the Scriptures DE 10 2006 007 172 A1 in paragraph 0056 and the 8th to 10 revealed.

Die 8 stellt einen Linien-Sensor am optischen Gangunterschied null mit Vollbildbeobachtung dar. Diese Ausführung ist insbesondere für Objekte gut geeignet, die eine eher gute Pupillenausleuchtung im rücklaufenden Objektlicht gewährleisten und bei denen Speckling nicht oder nur in vernachlässigbarem Maße auftritt. Dies ist bei der Mikro-Materialbearbeitung, wenn die bearbeiteten Flächen spiegeln, in der Regel gegeben.The 8th represents a line sensor on the optical retardation zero with full-screen observation. This embodiment is particularly well suited for objects that ensure a rather good pupil illumination in the returning object light and in which Speckling does not occur or only to a negligible extent. This is usually given in the micro-material processing, when the machined surfaces reflect.

Das Licht von einer spektral breitbandigen Lichtquelle 110 im nahinfraroten Bereich zur linienhaften Beleuchtung trifft auf eine Einheit 111, bestehend aus einer Mikrolinsenzeile mit einer nachgeordneten Pinhole-Zeile, die hier nicht im Detail dargestellt ist. So entsteht eine Linie von mikroskopisch kleinen Punktlichtquellen, deren Licht hoher räumlicher Kohärenz von einem Spiegel-Objektiv 112 ohne Mittenabschattung nach Unendlich abgebildet wird. Nach dem Passieren eines Strahlteilers 113, der allein der Ein- und Auskopplung von Licht aus der Lichtquelle 170 zur gleichzeitigen Beleuchtung und Detektion des Bearbeitungsgebietes im sichtbaren Spektralbereich dient, tritt das kollimierte Licht der Punktlichtquellen in den Interferometerblock 114 ein. Dort trifft es auf die Strahlteiler- und Strahlvereiniger-Einheit 115, die aus der Planparallelplatte 5 besteht, an die mehrere 90°-Prismen 116a, 116b und 116c mit optischem Kontakt angefügt sind, um einen jeweils senkrechten Strahlein- und -ausfall zu ermöglichen. Nach der Strahlenteilung an der Strahlteilerfläche 4 entstehen das Objektstrahlen bündel O und das Referenzstrahlenbündel R. Das Objektstrahlenbündel O gelangt in ein Schwarzschild-Objektiv 117, welches aus dem Zentralspiegel 118 und dem Außenspiegel 119 besteht. Ein Teilbereich des Zentralspiegels 118 und ein Teilbereich S1 des Außenspiegels 119 sind jeweils für Messstrahlung reserviert. Das Schwarzschild-Objektiv 117 weist eine numerische Apertur von 0,14 für die Messstrahlung auf, die auf das metallische Werkstück 102 fokussiert wird. Zur Bearbeitung des metallischen Werkstücks 102 ist ein Femtosekunden-Laser 120 angeordnet, dessen kurzgepulstes Licht das metallische Werkstück 102 über einen Umlenkspiegel und über einen Teilbereich des Zentralspiegels 118 und den Teilbereich S2 für Bearbeitungsstrahlung des Außenspiegels 119 erreicht. Die Parametrisierung des Femtosekunden-Lasers 120 ist nicht Gegenstand dieses Ausführungsbeispiels.The light from a spectrally broadband light source 110 in the near-infrared area for linear lighting meets one unit 111 , consisting of a microlens array with a downstream pinhole line, which is not shown here in detail. This creates a line of microscopic point light sources whose light is highly spatial coherent with a mirror objective 112 mapped without infinity to infinity. After passing a beam splitter 113 , the only one of the coupling and decoupling of light from the light source 170 For simultaneous illumination and detection of the processing area in the visible spectral range, the collimated light of the point light sources enters the interferometer block 114 one. There it meets the beam splitter and beam combiner unit 115 coming from the plane parallel plate 5 consists of several 90 ° prisms 116a . 116b and 116c are attached with optical contact to allow each vertical beam input and failure. After the beam splitting at the beam splitter surface 4 arise the object beams bundle O and the reference beam R. The object beam O enters a Schwarzschild lens 117 which is from the central mirror 118 and the outside mirror 119 consists. A section of the central mirror 118 and a portion S1 of the outside mirror 119 are each reserved for measuring radiation. The Schwarzschild lens 117 has a numerical aperture of 0.14 for the measuring radiation incident on the metallic workpiece 102 is focused. For machining the metal workpiece 102 is a femtosecond laser 120 arranged, whose short-pulsed light, the metallic workpiece 102 via a deflection mirror and over a partial area of the central mirror 118 and the portion S2 for machining radiation of the outside mirror 119 reached. The parameterization of the femtosecond laser 120 is not the subject of this embodiment.

Das vom metallischen Werkstück 102 zum interferometrischen Messen und zur Inspektion zurückkommende Licht gelangt über Teilbereiche des Schwarzschild-Objektivs 117 in die Strahlteiler- und Strahlvereiniger-Einheit 115, wo an der Strahlteilerfläche 4 eine erneute Aufspaltung stattfindet. Ein Teil des Lichts aus dem Inspektionsgebiet, das von der Lichtquelle 170 im sichtbaren Bereich zur Objektraumbeleuchtung mit rechteckiger Gesichtsfeldblende 171 und Kollimator 172 stammt, wird nach Verlassen der Strahlvereiniger-Einheit 115 über den Ausgang A, dann über den Strahlteiler 113 in Reflexion, den Umlenkspiegel 173, den Sperrfilter 174, welcher der Blockierung des nahinfraroten Sensor-Messlichts und der Laserstrahlung aus dem Bearbeitungsprozess dient, und das Kameraobjektiv 175 auf eine CCD-Kamera 176 gebracht. Dadurch wird das Inspektionsgebiet des metallischen Werkstücks 102 hochauflösend und flächig abgebildet. Die Lichtquelle 170 ist schaltbar gemacht, damit im interferometrischen Messvorgang deren Licht nicht zu Messfehlern führt. Die Möglichkeit der Inspektion des Bearbeitungsgebietes mittels Lichtquelle 170 und CCD-Kamera 176 dient auch der Einrichtung des interferometrischen Linien-Sensors vor und im Bearbeitungsprozess mit den Mitteln der mikroskopischen Bildverarbeitung. Das Messlicht aus der Lichtquelle 110 passiert die Strahlteilerfläche 4, durchsetzt die Planparallelplatte 5 aus refraktivem Material aus und trifft auf die Strahlvereinigerfläche 6, wo es zur Überlagerung mit dem Referenzstrahlenbündel R aus dem Referenzstrahlengang kommt. Zum Referenzstrahlenbündel R: Das Referenzstrahlenbündel R transmittiert beim Eintritt des Lichts von der spektral breitbandigen Lichtquelle 110 an der Strahlteilerfläche 4 und gelangt in den Tripelspiegel-Reflektor 11. Dort passiert es auch den Planspiegel 12 des Tripelspiegel-Reflektors 11, der um den Winkel delta_beta aus der idealen Raumecke, beziehungsweise idealen Würfelecke, herausgekippt ist. Je nach Lage des Tripelspiegel-Reflektors 11 zum einfallenden Referenzstrahlenbündel R ergibt sich – als Folge der Winkelablage delta_beta des Planspiegels 12 – am Ausgang des Tripelspiegel-Reflektors 11 eine Abweichung von der Parallelität der einzelnen Strahlen des Referenzstrahlenbündels R vom Winkel delta_rho. Die Entfernung des Tripelspiegel-Reflektors 11 von der Strahlteiler- und Strahlvereiniger-Einheit 15 ist hierbei so gewählt, dass die optischen Laufwege des Referenzstrahlenbündels R denen des Objektstrahlenbündels O nach der Strahlvereinigung zumindest näherungsweise entsprechen. Das Referenzstrahlenbündel R trifft nach dem Passieren des Tripelspiegel-Reflektors 11 auf die Strahlvereinigerfläche 6, wo es also zur Überlagerung mit dem Referenzstrahlenbündel R aus dem Referenzstrahlengang kommt. Es entstehen zwei Interferenzbündelpaare IB1 und IB2, wobei das Interferenzbündelpaar IB1 am Ausgang IA1 über das Prisma 116c und das Interferenzbündelpaar IB2 am Ausgang IA2 über die polierte Planfläche 116d der Planparallelplatte 5 austritt. Die Interferogramme, welche die Interferenzbündelpaare IB1 und IB2 liefern, sind aufgrund des dielektrischen und somit verlustfreien Schichtpaketes der Strahlvereinigerfläche 6 an den Ausgängen IA1 und IA2 des Interferometerblocks 114 zumindest näherungsweise gegenphasig. Damit wird die Dual-balanced-Technik anwendbar, die durch Differenzoperationen den Gleichanteil von Interferogrammen eliminiert. Somit werden auch bei wenig kooperativen Messobjekten noch nutzbare Messergebnisse geliefert. Am Prisma 116b, wenn dieses im Fertigungsprozess des Sensors als letztes Prisma im Interferometerblock 114 an die Planparallelplatte 5 angebracht wird, kann beim optischen Kontaktieren an diese Planparallelplatte 5 – mittels spezieller rechnergestützter Interferogramm-Auswertung zur Dispersionsanalyse – durch ein mikrometerfeines laterales Verschieben eine unterschiedliche Dispersion zwischen Objekt und Referenzstrahlengang im interferometrischen Strahlengang für ein metallisches Messobjekt 102 vollständig ausgeglichen werden. Dabei kann der optische Gangunterschied mittels Entfernungseinstellung am Tripelspiegel-Reflektor 11 sukzessive nachgeführt werden, damit bei Anwendung des Sensors die Detektion einer Vielzahl von Interferogrammen in der Nähe des optischen Gangunterschieds null erfolgen kann.That of the metallic workpiece 102 For interferometric measurement and for inspection returning light passes over parts of the Schwarzschild lens 117 into the beam splitter and beam combiner unit 115 where at the beam splitter surface 4 a new splitting takes place. Part of the light from the inspection area, from the light source 170 in the visible range for object room illumination with rectangular field of view diaphragm 171 and collimator 172 comes after leaving the Strahlvereiniger unit 115 via the output A, then via the beam splitter 113 in reflection, the deflection mirror 173 , the blocking filter 174 , which serves to block the near-infrared sensor measuring light and the laser radiation from the machining process, and the camera lens 175 on a CCD camera 176 brought. This becomes the inspection area of the metallic workpiece 102 imaged in high resolution and areal. The light source 170 is made switchable, so that in the interferometric measurement process whose light does not lead to measurement errors. The possibility of inspection of the processing area by means of a light source 170 and CCD camera 176 also serves to set up the interferometric line sensor before and during the machining process by means of microscopic image processing. The measuring light from the light source 110 happens the beam splitter surface 4 , passes through the plane parallel plate 5 made of refractive material and strikes the Strahlereinigerfläche 6 where it comes to the superposition with the reference beam R from the reference beam path. For reference beam R: The reference beam R transmits upon entry of the light from the spectrally broadband light source 110 at the beam splitter surface 4 and enters the triple mirror reflector 11 , There it also happens the plane mirror 12 of the triple mirror reflector 11 , which by the angle delta_beta from the ideal corner of the room, or ideal cube corner, tilted out. Depending on the position of the triple mirror reflector 11 to the incident reference beam R results - as a result of the angular deviation delta_beta of the plane mirror 12 - At the exit of the triple mirror reflector 11 a deviation from the parallelism of the individual beams of the reference beam R from the angle delta_rho. The distance of the triple mirror reflector 11 from the beam splitter and beam combiner unit 15 is chosen so that the optical paths of the reference beam R correspond to those of the object beam O after the beam combination at least approximately. The reference beam R strikes after passing through the triple mirror reflector 11 on the Strahlereinigerfläche 6 , So where it comes to the superposition with the reference beam R from the reference beam path. This results in two pairs of pairs of interference beams IB1 and IB2, the pair of pairs of interference signals IB1 being output at the output IA1 via the prism 116c and the interference bunch pair IB2 at output IA2 via the polished plane surface 116d the plane parallel plate 5 exit. The interferograms which supply the pairs of pairs of interference beams IB1 and IB2 are due to the dielectric and thus lossless stack of layers of the beam unit surface 6 at the outputs IA1 and IA2 of the interferometer block 114 at least approximately out of phase. Thus, the dual-balanced technique is applicable, which eliminates the DC component of interferograms by difference operations. Thus, useful measurement results are delivered even in the case of non-cooperative measurement objects. At the prism 116b if this in the manufacturing process of the sensor as the last prism in the interferometer block 114 to the plane parallel plate 5 is attached, can during optical contacting to this plane parallel plate 5 - By means of special computer-aided interferogram analysis for dispersion analysis - by a micrometer-fine lateral displacement a different dispersion between the object and the reference beam path in the interferometric beam path for a metallic object to be measured 102 be fully compensated. In this case, the optical path difference by means of distance setting on the triple reflector 11 be tracked successively, so that when using the sensor, the detection of a variety of interferograms in the vicinity of the optical path difference can be zero.

Die beiden Interferenzbündelpaare IB1 und IB2 verlassen den Interferometerblock 114 und werden über die Planspiegel 177 und 178 umgelenkt, so dass diese sich zumindest näherungsweise symmetrisch zur Strahlvereinigerfläche 6 ausbreiten, und werden durch die Zylinderspiegeloptiken 179 und 180 zu einer Vielzahl von linienförmigen räumlichen Interferogrammen auf die CCD-Matrixkamera 131 auf die beiden Teilbereiche SB IB1 und SB IB2 derselben fokussiert, nachdem ein VIS-UV-Sperrfilter 181 – für die Blockierung von Strahlung aus dem sichtbaren und UV-Spektralbereich – von der Nah-Infrarot-Strahlung passiert wurde. Das Detail N zeigt die in die Zeichenebene gedrehte CCD-Matrixkamera 131 mit den schmalen Teilbereichen, die einen Stapel bilden und wo die linienförmigen räumlichen Interferogramme einzeln und jeweils separiert detektiert werden. Das ist im Detail N dargestellt. Die laterale Shear ist in den beiden Interferenzbündelpaaren IB1 und IB2 bei der Detektion jeweils zu null gemacht. Jedes linienförmige räumliche Interferogramm repräsentiert hier einen Messpunkt entlang einer Linie auf dem metallischen Messobjekt 102.The two interference bundle pairs IB1 and IB2 leave the interferometer block 114 and are about the plane mirror 177 and 178 deflected so that they are at least approximately symmetrical to Strahlvereinigerfläche 6 expand, and are made by the cylindrical mirror optics 179 and 180 to a variety of linear spatial interferograms on the CCD matrix camera 131 focused on the two subregions SB IB1 and SB IB2 of the same, after a VIS UV cut filter 181 - for the blocking of radiation from the visible and UV spectral range - from the near-infrared radiation was passed. Detail N shows the CCD matrix camera rotated into the plane of the drawing 131 with the narrow subregions that form a stack and where the line-shaped spatial interferograms are detected individually and separately. This is shown in detail N. The lateral shear is made zero in the two pairs of interference bands IB1 and IB2 during the detection. Each line-shaped spatial interferogram here represents a measuring point along a line on the metallic object to be measured 102 ,

In einem anderen hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel (AB4) wird – um ein besonders schlankes System zu generieren – das Licht des Ferntosekunden-Lasers 120 in 8 über einen dichroitischen Strahlteiler in den Teilbereich S1 des Außenspiegels 119 eingekoppelt. Die Bearbeitungs- und Messzeiten sind zeitlich ineinander verschachtelt, so dass es keine Beeinträchtigung des Messens aufgrund der energiereichen Strahlung aus dem Bearbeitungsprozess gibt.In another exemplary embodiment (AB4) not shown here-in order to generate a particularly slim system-the light of the remote-tonne-laser is generated 120 in 8th via a dichroic beam splitter in the subregion S1 of the outside mirror 119 coupled. The processing and measurement times are interleaved in time so that there is no impairment of the measurement due to the high-energy radiation from the machining process.

Die 9 stellt ein multi-modales System für die In-Vivo-Erkennung, bzw. die In-Vivo-Diagnose, und die In-Vivo-Behandlung von Tumorzellen und kanzerogenen Gewebebereichen also einen Krebszellen-Detektor mit einem integrierten Femtosekunden-Laser 121 zur Behandlung dar. Die In-Vivo-Diagnose erfolgt auf der Basis einer multi-sensoriellen Detektion in Kombination mit einem rechnergestützten Diagnose-System. Das multi-modale System ist als spektrales Weitbereichssystem konfiguriert, um mit möglichst hoher Sicherheit in chirurgischer „Operations-Echt-Zeit” über das Vorhandensein von Tumorzellen und das weitere Vorgehen fundiert entscheiden zu können.The 9 represents a multi-modal system for in vivo detection or in vivo diagnosis, and the in vivo treatment of tumor cells and carcinogenic tissue areas thus a cancer cell detector with an integrated femtosecond laser 121 for treatment. The in vivo diagnosis is based on a multi-sensorial detection in combination with a computer-assisted diagnostic system. The multi-modal system is configured as a spectral wide-area system in order to be able to make informed decisions on the presence of tumor cells and the further course of action with the greatest possible degree of certainty in surgical "real-time surgery".

Dieses multi-modales Messsystem ist auch für eine Objektklasse geeignet, die aufgrund der Objektcharakteristik keine sehr gute Pupillenausleuchtung im rücklaufenden Objektlicht gewährleistet, wobei hier im detektierten Objektlicht auch Speckling auftreten kann, also Speckling tolerierbar ist, auch, wenn sich dadurch die Messunsicherheit vergrößert. Durch eine hardware-basierte konfokale Filterung an einer Spaltblende wird eine zumindest partiell tiefpassgefilterte Objekt-Zylinderwelle erzeugt.This multi-modal measuring system is also suitable for an object class, which does not ensure very good pupil illumination in the returning object light due to the object characteristic. Here, too, speckling can occur in the detected object light, ie, bacon is tolerable, even if this increases the measurement uncertainty. A hardware-based confocal filtering on a slit diaphragm produces an at least partially low-pass filtered object cylinder shaft.

Die Beleuchtung erfolgt unter anderem mit einem Lichtquellen-System 301 zur linienhaften Strahlenbündelformung, das sowohl eine räumlich kohärente, spektral schmalbandige Nah-Infrarot-Quelle als auch einen geeigneten Laser für die Raman-Spektroskopie enthält. In der 9 werden Abschattblenden und Lichtfallen grundsätzlich nicht dargestellt, da deren Anordnung und Einsatz dem kundigen Fachmann eine Selbstverständlichkeit ist. Das vom Lichtquellen-System 301 ausgesendete Licht – Licht im Sinne von elektromagnetischer Strahlung – passiert den Strahlteiler 302. An diesem Strahlteiler 302 wird in Reflexion zusätzlich spektral breitbandiges Licht aus einer Nah-Infrarot-Quelle 303 für die Nah-Infrarot-Spektralanalyse von menschlichem Gewebe 103 eingekoppelt. Das linienhaft fokussierte Licht trifft auf eine Einheit 111, bestehend aus einer Mikrolinsenzeile mit einer nachgeordneten Pinhole-Zeile, die hier nicht im Detail dargestellt ist. So entsteht eine Linie von mikroskopisch kleinen Punktlichtquellen, deren Licht hoher räumlicher Kohärenz nach Passieren eines Strahlteiler 303 – zur Auskopplung von zurückkommenden Objektlicht – und von einem Spiegel-Objektiv 112 ohne Mittenabschattung nach Unendlich abgebildet wird.The lighting is done, inter alia, with a light source system 301 for linear beamforming, which includes both a spatially coherent spectral narrowband near-infrared source and a suitable laser for Raman spectroscopy. In the 9 Shade covers and light traps are not shown in principle, since their arrangement and use the expert expert is a matter of course. That from the light source system 301 emitted light - light in the sense of electromagnetic radiation - passes the beam splitter 302 , At this beam splitter 302 In addition, spectral broadband light from a near-infrared source is reflected 303 for near-infrared spectral analysis of human tissue 103 coupled. The line-focused light strikes a unity 111 , consisting of a microlens array with a downstream pinhole line, which is not shown here in detail. This creates a line of microscopic point light sources whose light is highly spatial coherent after passing through a beam splitter 303 - For decoupling of returning object light - and a mirror lens 112 mapped without infinity to infinity.

Nach dem Passieren eines weiteren Strahlteilers 113, der allein der Ein- und Auskopplung von Licht aus der Lichtquelle 170 im sichtbaren Spektralbereich zur gleichzeitigen Beleuchtung und Inspektion des Untersuchungs-, beziehungsweise des Operationsgebietes, am menschlichen Organ dient, welches das zu untersuchende menschliche Gewebe 103 enthält, tritt das kollimierte Licht der Punktlichtquellen in den Interferometerblock 114 ein. Dort trifft es auf die Strahlteiler- und Strahlvereiniger-Einheit 115, die aus der Planparallelplatte 5 besteht, an die mehrere 90° Prismen 116a, 116b und 116c mit optischem Kontakt angefügt sind, um einen jeweils senkrechten Strahlein- und -ausfall zu ermöglichen. Nach der Strahlenteilung an der Strahlteilerfläche 4 entstehen das Objektstrahlenbündel O und das Referenzstrahlenbündel R. Das Objektstrahlenbündel O gelangt in ein Schwarzschild-Objektiv 117, welches aus dem Zentralspiegel 118 und dem Außenspiegel 119 besteht. Ein Teilbereich des Zentralspiegels 118 und ein Teilbereich S1 des Außenspiegels 119 sind jeweils für Messstrahlung reserviert. Das Schwarzschild-Objektiv 117 weist eine numerische Apertur von 0,14 für die Messstrahlung auf, die auf das menschliche Gewebe 103 mit Verdacht auf Tumorzellen fokussiert wird, so dass eine Vielzahl von Fokuspunkten in einer Linie entsteht. Die Art der Auswertung auf der Basis der topografischen oder Tiefen-Informationen, die aus den Fokuspunkten – also den optisch adressierten Messpunkten am menschlichen Gewebe 103 – gewonnen werden kann, sowie der spektroskopischen Informationen mit dem Ziel der sicheren Diagnose über die Art der Zellen oder der Art des menschlichen Gewebes 103 ist nicht Bestandteil dieser Erfindung. Zur Behandlung des menschlichen Gewebes 103 nach Auswertung der umfangreichen Datenlage durch den Arzt in Verbindung mit einem rechnergestützten Diagnose-System ist ein Femtosekunden-Laser 121 angeordnet, dessen kurzgepulstes Licht das menschliche Gewebe 103 über einen Umlenkspiegel und über einen Teilbereich des Zentralspiegels 118 und den Teilbereich S2 des Außenspiegels 119 erreicht. Die Parametrisierung des Femtosekunden-Lasers 121 für die Behandlung von menschlichem Gewebe 103 mit Verdacht auf einen Tumor ist nicht Gegenstand dieses Ausführungsbeispiels. After passing another beam splitter 113 , the only one of the coupling and decoupling of light from the light source 170 in the visible spectral range for simultaneous illumination and inspection of the examination, or the operation area, serving on the human organ, which is the human tissue to be examined 103 contains, the collimated light of the point light sources enters the interferometer block 114 one. There it meets the beam splitter and beam combiner unit 115 coming from the plane parallel plate 5 consists of several 90 ° prisms 116a . 116b and 116c are attached with optical contact to allow each vertical beam input and failure. After the beam splitting at the beam splitter surface 4 arise the object beam O and the reference beam R. The object beam O enters a Schwarzschild lens 117 which is from the central mirror 118 and the outside mirror 119 consists. A section of the central mirror 118 and a portion S1 of the outside mirror 119 are each reserved for measuring radiation. The Schwarzschild lens 117 has a numerical aperture of 0.14 for the measuring radiation incident on the human tissue 103 is focused on suspected tumor cells, so that creates a variety of focal points in a line. The type of evaluation based on the topographic or depth information obtained from the focus points - ie the optically addressed measurement points on human tissue 103 - can be obtained, as well as the spectroscopic information for the purpose of reliable diagnosis of the nature of the cells or the nature of the human tissue 103 is not part of this invention. For the treatment of human tissue 103 After evaluation of the extensive data situation by the doctor in connection with a computer-supported diagnostic system is a femtosecond laser 121 whose short-pulsed light is the human tissue 103 via a deflection mirror and over a partial area of the central mirror 118 and the portion S2 of the outside mirror 119 reached. The parameterization of the femtosecond laser 121 for the treatment of human tissue 103 suspected tumor is not the subject of this embodiment.

Das vom menschlichen Gewebe 103 zum interferometrischen Messen und zur Diagnose zurückkommende Licht gelangt über Teilbereiche des Schwarzschild-Objektivs 117 in die Strahlteiler- und Strahlvereiniger-Einheit 115, wo an der Strahlteilerfläche 4 eine erneute Aufspaltung stattfindet. Ein Teil des Lichts aus dem Inspektionsgebiet, das von der Lichtquelle 170 im sichtbaren Bereich zur Objektraumbeleuchtung mit rechteckiger Gesichtsfeldblende 171 und Kollimator 172 stammt, wird nach Verlassen der Strahlvereiniger-Einheit 115 über den Ausgang A, dann über den Strahlteiler 113 in Reflexion, den Umlenkspiegel 173, den Sperrfilter 174, welcher der Blockierung des nah-infraroten Sensor-Messlichts und der Laserstrahlung aus dem Behandlungsprozess dient, und das Kameraobjektiv 175 auf eine CCD-Kamera 176 gebracht. Dadurch wird das menschliche Gewebe 103 hochauflösend und flächig abgebildet. Die Lichtquelle 170 ist schaltbar gemacht, damit im interferometrischen Messvorgang deren Licht nicht zu Messfehlern führt. Die Möglichkeit der Inspektion des menschlichen Gewebes 103 mittels Lichtquelle 170 und CCD-Kamera 176 im Vollbild-Modus dient auch der Einrichtung des interferometrischen Linien-Sensors vor und im Behandlungsprozess mit den Mitteln der mikroskopischen Bildverarbeitung. Das Messlicht aus der Lichtquelle 110 passiert die Strahlteilerfläche 4, durchsetzt die Planparallelplatte 5 aus refraktivem Material aus und trifft auf die Strahlvereinigerfläche 6, wo es zur Überlagerung mit dem Referenzstrahlenbündel R aus dem Referenzstrahlengang kommt. Zum Referenzstrahlenbündel R: Das Referenzstrahlenbündel R transmittiert beim Eintritt des Lichts von der spektral breitbandigen Lichtquelle 110 an der Strahlteilerfläche 4 und gelangt in den Tripelspiegel-Reflektor 11. Dort passiert es auch den Planspiegel 12 des Tripelspiegel-Reflektors 11, der um den Winkel delta_beta aus der idealen Raumecke, beziehungsweise idealen Würfelecke, herausgekippt ist. Je nach Lage des Tripelspiegel-Reflektors 11 zum einfallenden Referenzstrahlenbündel R ergibt sich – als Folge der Winkelablage delta_beta des Planspiegels 12 – am Ausgang des Tripelspiegel-Reflektors 11 eine Abweichung von der Parallelität der einzelnen Strahlen des Referenzstrahlenbündels R vom Winkel delta_rho. Die Entfernung des Tripelspiegel-Reflektors 11 von der Strahlteiler- und Strahlvereiniger-Einheit 15 ist hierbei so gewählt, dass die optischen Laufwege des Referenzstrahlenbündels R denen des Objektstrahlenbündels O nach der Strahlvereinigung zumindest näherungsweise entsprechen. Das Referenzstrahlenbündel R trifft nach dem Passieren des Tripelspiegel-Reflektors 11 auf die Strahlvereinigerfläche 6, wo es also zur Überlagerung mit dem Referenzstrahlenbündel R aus dem Referenzstrahlengang kommt. Es entstehen zwei Interferenzbündelpaare IB1 und IB2, wobei das Interferenzbündelpaar IB1 am Ausgang IA1 über das Prisma 116c und das Interferenzbündelpaar IB2 am Ausgang IA2 über die polierte Planfläche 116d der Planparallelplatte 5 austritt. Die Interferogramme, welche die Interferenzbündelpaare IB1 und IB2 liefern, sind aufgrund des dielektrischen und somit verlustfreien Schichtpaketes der Strahlvereinigerfläche 6 an den Ausgängen IA1 und IA2 des Interferometerblocks 114 zumindest näherungsweise gegenphasig. Damit wird die Dual-balanced-Technik anwendbar, die durch Differenzoperationen den Gleichanteil von Interferogrammen eliminiert. Somit werden auch bei dem in der Regel wenig kooperativen menschlichen Gewebe 103 noch nutzbare Messergebnisse geliefert. Das Interferenzbündelpaar IB2 gelangt über den Umlenkplanspiegel 183, den Strahlteiler 188 in Transmission auf den Zylinderspiegel 184, wobei ein weiterer Strahlteiler, der zur Einkopplung in den Detektionsstrahlengang benötigt wird, hier nicht dargestellt ist. Das über den Ausgang IA1 austretende Interferenzbündel IB1 gelangt über den Umlenkplanspiegel 182 auf den Zylinderspiegel 184, wobei der weitere, hier nicht dargestellte Strahlteiler zur Einkopplung in den Detektionsstrahlengang passiert wird. Die beiden Interferenzbündelpaare IB1 und IB2 werden durch das Paar von Zylinderspiegeln 184 und 185 zu Zylinderwellen fokussiert. Aufgrund der Neigung des Referenzstrahlenbündels R zum Objektstrahlenbündel O mit dem Winkel alpha an den Ausgängen IA1 und IA2 des Zweistrahl-Interferometers sind die Foki der Bündel an der Doppelspaltblende 186 getrennt. So kann eine angepasste Tiefpassfilterung insbesondere für das Objektlicht durchgeführt werden. Das Spiegel-Objektiv 187 ohne Mittenabschattung fokussiert das Objektstrahlenbündel O und das Referenzstrahlenbündel R nach dem Passieren VIS-UV-Sperrfilter 181 auf die VIS-UV-Sperrfilter 133. Dor entstehen etwa parallel zur Zeichenebene die räumlichen Interferogramme. Es kann hierbei sehr gut die anerkannte Dual-balanced-Technik zur Anwendung kommen. Dazu werden die räumlichen Interferogramme, die sich aus den einzelnen Lichtpunkten der Einheit 111, bestehend aus einer Mikrolinsenzeile mit nachgeordneter Pinhole-Zeile in Fokusposition, in den Strahlengängen der gegenphasig arbeitenden Ausgänge von IA1 und IA2 „auf Lücke” gesetzt. Dadurch befinden sich räumliche Interferogramme mit gegenphasigen Wechselanteilen auf der InGaAs-Infrarot-Matrixkamera 133 nebeneinander. Dies ist im Detail M dargestellt. Die laterale Shear ist in den beiden Interferenzbündelpaaren IBI und IB2 bei der Detektion jeweils zu null gemacht. Jedes linienförmige räumliche Interferogramm repräsentiert hier einen Messpunkt für das angemessene menschliche Gewebe 103 entlang einer Linie. Auf die Scan-Bewegungen zur globalen optischen Abtastung von menschlichem Gewebe 103 wie A-Scans oder B-Scans in feiner oder grober Skale oder auch Mikro-Scans zur Erhöhung des Füllgrades der Messung wird hier nicht eingegangen, weil diese Möglichkeiten dem kundigen Fachmann selbstverständlich bekannt ist.That of human tissue 103 For interferometric measurement and for the return of light comes light over parts of the Schwarzschild lens 117 into the beam splitter and beam combiner unit 115 where at the beam splitter surface 4 a new splitting takes place. Part of the light from the inspection area, from the light source 170 in the visible range for object room illumination with rectangular field of view diaphragm 171 and collimator 172 comes after leaving the Strahlvereiniger unit 115 via the output A, then via the beam splitter 113 in reflection, the deflection mirror 173 , the blocking filter 174 , which serves to block the near-infrared sensor measurement light and the laser radiation from the treatment process, and the camera lens 175 on a CCD camera 176 brought. This becomes the human tissue 103 imaged in high resolution and areal. The light source 170 is made switchable, so that in the interferometric measurement process whose light does not lead to measurement errors. The possibility of inspection of human tissue 103 by means of light source 170 and CCD camera 176 in full-screen mode also serves the establishment of the interferometric line sensor before and during the treatment process with the means of microscopic image processing. The measuring light from the light source 110 happens the beam splitter surface 4 , passes through the plane parallel plate 5 made of refractive material and strikes the Strahlereinigerfläche 6 where it comes to the superposition with the reference beam R from the reference beam path. For reference beam R: The reference beam R transmits upon entry of the light from the spectrally broadband light source 110 at the beam splitter surface 4 and enters the triple mirror reflector 11 , There it also happens the plane mirror 12 of the triple mirror reflector 11 , which by the angle delta_beta from the ideal corner of the room, or ideal cube corner, tilted out. Depending on the position of the triple mirror reflector 11 to the incident reference beam R results - as a result of the angular deviation delta_beta of the plane mirror 12 - At the exit of the triple mirror reflector 11 a deviation from the parallelism of the individual beams of the reference beam R from the angle delta_rho. The distance of the triple mirror reflector 11 from the beam splitter and beam combiner unit 15 is chosen so that the optical paths of the reference beam R correspond to those of the object beam O after the beam combination at least approximately. The reference beam R strikes after passing through the triple mirror reflector 11 on the Strahlereinigerfläche 6 , So where it comes to the superposition with the reference beam R from the reference beam path. This results in two pairs of pairs of interference beams IB1 and IB2, the pair of pairs of interference signals IB1 being output at the output IA1 via the prism 116c and the interference bunch IB2 at the output IA2 over the polished plane surface 116d the plane parallel plate 5 exit. The interferograms which supply the pairs of pairs of interference beams IB1 and IB2 are due to the dielectric and thus lossless stack of layers of the beam unit surface 6 at the outputs IA1 and IA2 of the interferometer block 114 at least approximately out of phase. Thus, the dual-balanced technique is applicable, which eliminates the DC component of interferograms by difference operations. Thus, even with the usually little cooperative human tissue 103 still usable measurement results delivered. The pair of interference bunches IB2 passes over the deflection plane mirror 183 , the beam splitter 188 in transmission to the cylinder mirror 184 , wherein a further beam splitter, which is required for coupling into the detection beam path, is not shown here. The interference bundle IB1 exiting via the output IA1 passes over the deflecting mirror 182 on the cylinder mirror 184 , wherein the further, not shown here, beam splitter is passed for coupling into the detection beam path. The two pairs of interference fringes IB1 and IB2 are by the pair of cylinder mirrors 184 and 185 focused to cylindrical waves. Due to the inclination of the reference beam R to the object beam O at the angle alpha at the outputs IA1 and IA2 of the two-beam interferometer, the foci of the beams are at the double slit diaphragm 186 separated. Thus, an adapted low-pass filtering can be carried out, in particular for the object light. The mirror lens 187 without center shading, the object beam O and the reference beam R focus upon passing VIS-UV cut filter 181 on the VIS UV blocking filter 133 , Dor develop parallel to the plane of the spatial interferograms. It can be very well the recognized dual-balanced technology used. These are the spatial interferograms resulting from the individual points of light of the unit 111 , consisting of a microlens line with downstream pinhole line in focus position, in the beam paths of the out-of-phase outputs of IA1 and IA2 set to "gap". As a result, there are spatial interferograms with antiphase alternating components on the InGaAs infrared matrix camera 133 side by side. This is shown in detail M. The lateral shear is made zero in the two pairs of pairs of interference IBI and IB2 in the detection. Each linear spatial interferogram here represents a measurement point for the appropriate human tissue 103 along a line. On the scan movements for global optical scanning of human tissue 103 such as A-scans or B-scans in fine or coarse scales or micro-scans to increase the degree of filling of the measurement is not discussed here, because these possibilities are known to the skilled person of course.

Die über das Strahlteilersystem 188 ausgekoppelten Objekt- O und Referenzstrahlenbündel R werden über ein zweistufiges Spiegelobjektiv ohne Mittenabschattung 189 in je eine Lichtpunktkette fokussiert, die jeweils auf die beiden Eingangsspalte des optischen Teils eines Linien-Differenz-One-Shot-Spektrometers 190 treffen. Lichtpunkt für Lichtpunkt des in die Spalte eintretenden Lichts wird spektral analysiert, also lateral aufgelöst. Die Quelle für die Nah-Infrarot-Spektralanalyse stellt eine spektral breitbandige Nah-Infrarot-Quelle 303 dar, die über den Strahlteiler 302 den Eingang in den Strahlengang zum Interferometerblock 114 findet. Das Linien-Differenz-One-Shot-Spektrometer, was ja ein Doppel-Spektrometer darstellt, ist entweder als dispersives oder als statisches Fourier-Transformations-Spektrometer, letzteres gegebenenfalls auch mit zyklischem Strahlengang, jedoch in jedem Fall als One-shot-System, ausgebildet. Im Signalverarbeitungs-System 191 erfolgt die Differenzbildung der Signale aus jedem Spektrometer des Doppelsystems, so dass für jeden Lichtpunkt das Differenzspektrum vorliegt. Jedem spektral analysierten Lichtpunkt wird auch seine Tiefeninformation zugeordnet, die aus den beiden zugehörigen räumlichen Interferogrammen mittels hier nicht dargestellter Rechnerhardware errechnet wird. Die Detektion erfolgt wie dargestellt mittels InGaAs-Infrarot-Matrixkamera 133, So können jedem Messpunkt entlang einer Linie für das angemessene menschliche Gewebe 103 die Spektraldaten zugeordnet werden. Es werden mehrere Linienschnitte vom menschlichen Gewebe 103 aufgenommen, so dass auch die Raumkoordinaten dreidimensional vorliegen. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ABS ist über den Strahlteilersystem 188 auch ein Fluoreszenz-Spektrometer angekoppelt. Um hier auch Raman-Spektroskopie betrieben zu können, ist im Lichtquellen-System 301 auch ein Laser für die Raman-Spektroskopie integriert. Ein Raman-Spektrometer 192 ist dem Strahlteiler 304 für das zurückkommende und bereits an der Einheit 111 mit Pinhole-Zeile streng konfokal diskriminierte Licht zugeordnet.The over the beam splitter system 188 coupled object O and reference beams R are about a two-stage mirror lens without Mitabschattung 189 each focused on a light point chain, each on the two input column of the optical part of a line difference one-shot spectrometer 190 to meet. Point of light for the point of light of the light entering the column is spectrally analyzed, that is, resolved laterally. The source for near-infrared spectral analysis is a spectrally broadband near-infrared source 303 that's over the beam splitter 302 the entrance to the beam path to the interferometer block 114 place. The line difference one-shot spectrometer, which is indeed a double spectrometer, is either a dispersive or a static Fourier transform spectrometer, the latter optionally also with cyclic optical path, but in any case as a one-shot system, educated. In the signal processing system 191 the difference formation of the signals takes place from each spectrometer of the double system, so that the difference spectrum exists for each light point. Each spectrally analyzed point of light is also assigned its depth information, which is calculated from the two associated spatial interferograms by means of computer hardware not shown here. The detection is carried out as shown by means of InGaAs infrared matrix camera 133 So, every measuring point along a line can be used for the appropriate human tissue 103 the spectral data are assigned. There are several line cuts of human tissue 103 recorded, so that the spatial coordinates are present in three dimensions. In a further embodiment ABS is via the beam splitter system 188 also coupled to a fluorescence spectrometer. In order to operate here also Raman spectroscopy, is in the light source system 301 also integrated a laser for Raman spectroscopy. A Raman spectrometer 192 is the beam splitter 304 for the returning and already at the unit 111 associated with pinhole line strictly confocal discriminated light.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel AB6 ist die PPPS aus Kalziumfluorit ohne angefügte Prismen ausgebildet, so dass der multisensorielle Liniensensor auch als spektrales Weitbereichssystem vom ultravioletten Spektralbereich bis zur Wellenlänge von 2,5 μm im Infrarot-Bereich genutzt werden kann.In a further embodiment AB6, the PPPS is made of calcium fluoride without attached prisms, so that the multisensor line sensor can also be used as a spectral wide-range system from the ultraviolet spectral range to the wavelength of 2.5 μm in the infrared range.

Die 10 basiert auf der Anordnung gemäß 9 und stellt ebenfalls eine Anordnung zur linienhaften Detektion von Tumorzellen mit einem integrierten Femtosekunden-Laser 121 zur Behandlung dar. Anstelle des Umlenkplanspiegels 182 ist ein Strahlteilersystem 193 angeordnet. Dieser Ausgang kann für weitere Sensorik, auch auf der Basis der Raman-Spektroskopie zur Generierung von weiteren Messdaten zur Erkennung von Tumorzellen genutzt werden. Im Objektstrahlengang ist ein brechkraftkompensiertes diffraktiv-optisches Element 194 angeordnet. Somit kann der Tiefenmessbereich durch chromatische Längsaberration um ein Mehrfaches gegenüber der wellenoptischen Schärfentiefebereich vergrößert werden. Die Tiefenaufspaltung beträgt hier etwa das Dreifache dieses wellenoptischen Schärfentiefebereichs. Die Tiefenmessunsicherheit erhöht sich gegebenenfalls etwas, da sich die Breite der Einhüllenden im räumlichen Interferogramm durch die Ausblendung von Spektralanteilen durch die konfokale Diskriminierung vergrößert. Auf der InGaAs-Infrarot-Matrixkamera 133 sollte mindestens die Halbwertsbreite der Einhüllenden des räumlichen Interferogramms in der Mitte des Tiefenmessbereiches Platz finden. Diese Halbwertsbreite ergibt sich aus dem Spektrum des interferierenden Lichts, welches durch die chromatische Aufspaltung mit nachfolgender konfokaler Diskriminierung, wesentlich beschnitten wird, und den Daten der geometrisch-optischen Abbildung auf die InGaAs-Infrarot-Matrixkamera 133. Bezugszeichenliste Bezugszeichen Bezeichnung 1 Punktlichtquelle, spektral breitbandig 2 Single-Mode-Faser 3 Kollimator 4 Strahlteiler-Fläche 5 Planparallelplatte aus refraktivem Material 6 Strahlvereiniger-Fläche 7 Halb-Schwarzschild-Messobjektiv 8 Zentralspiegel des Halb-Schwarzschild-Messobjektivs 7 9 Außenspiegel des Halb-Schwarzschild-Messobjektivs 7 11 Tripelspiegel-Reflektor 12 Planspiegel des Tripelspiegel-Reflektors 15 Schwach fokussierendes diffraktiv-optisches Element mit positiver Brechkraft (Fresnellinse) 16 Planparallelplatte zum Ausgleich des optischen Gangunterschieds im Interferometer 17 Zylinderoptik 18 Spaltblende 19 erstes Teleskopobjektiv 20 Doppelspaltblende 21 zweites Teleskopobjektiv 22 Schwarzschild-Referenzobjektiv 23 Referenzplanspiegel 24 Achromatischer Keil, bestehend aus Prismenkeil und aufgebrachtem diffraktiv-optischen Element 25 Multispaltblende 100 Spektral breitbandige Lichtquelle mit Anordnung von Single-Mode-Fasern in einer Linie 110 Spektral breitbandige Lichtquelle zur linienhaften Beleuchtung 111 Einheit, bestehend aus einer Mikrolinsenzeile mit nachgeordneter Pinhole-Zeile in Fokusposition 112 zweistufiges Spiegel-Objektiv ohne Mittenabschattung 113 Strahlteiler 114 Interferometerblock 115 Strahlteiler- und Strahlvereiniger-Einheit 116a, b, c 90°-Prismen 117 Schwarzschild-Objektiv mit einer Teilpupille für Messstrahlung und einer Teilpupille für Bearbeitungsstrahlung 118 Zentralspiegel des Schwarzschild-Objektivs 117 119 Außenspiegel des Schwarzschild-Objektivs 117 120 Femtosekunden-Laser zur Bearbeitung 121 Femtosekunden-Laser zur Behandlung 101 Spiegelndes Messobjekt, ein asphärischer Glasprüfling 102 Metallisches, feinstbearbeitetes Messobjekt 103 Menschliches Gewebe 104 biologisches Messobjekt 131 Matrixkamera 132 Zeilenkamera 133 VIS-UV-Sperrfilter 140 Intensitäts-Wavelet des Kurzkohärenz-Interferogramms 141 Intensitäts-Wavelet des Kurzkohärenz-Interferogramms aus einem Stapel 142 Intensitäts-Wavelet des Kurzkohärenz-Interferogramms aus einem Stapel 170 Lichtquelle im sichtbaren Bereich zur Objektraumbeleuchtung zwecks Inspektion mittels mikroskopischer Bildverarbeitung 171 rechteckige Gesichtsfeldblende für Objektraumbeleuchtung 172 Kollimator 173 den Umlenkspiegel 174 Sperrfilter für das Linien-Sensor-Messlicht 175 Kameraobjektiv 176 CCD-Kamera 177 Planspiege 178 Planspiegel 2 179 Zylinderspiegeloptik 180 Zylinderspiegeloptik 181 VIS-UV-Sperrfilter 182 Umlenkplanspiegel 183 Umlenkplanspiegel 184 Zylinderspiegel 185 Zylinderspiegel 186 Doppelspaltblende 187 zweistufiges Spiegel-Objektiv ohne Mittenabschattung 188 Strahlteilersystem 189 zweistufiges Spiegelobjektiv ohne Mittenabschattung 190 Optischer Teil eines Linien-Differenz-One-Shot-Spektrometers 191 Signalverarbeitungs-System des Linien-Differenz-One-Shot-Spektrometers 192 Raman-Spektrometer 193 Strahlteilersystem 194 Brechkraftkompensiertes diffraktiv-optisches Element 260 Spiegeltreppe 261 Planspiegel 1 262 Planspiegel 2 270 Drei-Planspiegel-Reflektorgruppe 271 Erster Planspiegel 272 Zweiter Planspiegel 273 Dritter Planspiegel 280 Referenz-Retro-Reflektor mit achromatischer Strahlablenkung 281 erstes Halbobjektiv des Referenz-Retro-Reflektors 280 mit achromatischer Strahlablenkung 282 zweites Halbobjektiv des Referenz-Retro-Reflektors 280 mit achromatischer Strahlablenkung 301 Lichtquellen-System mit räumlich kohärenter, spektral schmalbandiger Nah-Infrarot-Quelle und Laser für die Raman-Spektroskopie 302 Strahlteiler im Beleuchtungsstrahlengang 303 Spektral breitbandige Nah-Infrarot-Quelle für Nah-Infrarot-Spektralanalyse 304 Strahlteiler O Objektstrahlenbündel R Referenzstrahlenbündel IB1 Interferenzbündelpaar 1 IB2 Interferenzbündelpaar 2 TAT-E Teilapertur für Tripelreflektor, Eingangsbereich TAT-A Teilapertur für Tripelreflektor, Ausgangsbereich TAF-E Teilapertur für Halb-Schwarzschild-Messobjektivs 7, Eingangsbereich TAF-A Teilapertur für Halb-Schwarzschild-Messobjektivs 7, Ausgangsbereich The 10 based on the arrangement according to 9 and also provides an arrangement for linear detection of tumor cells with an integrated femtosecond laser 121 for treatment. Instead of the deflecting mirror 182 is a beam splitter system 193 arranged. This output can be used for further sensor technology, also based on Raman spectroscopy, for the generation of further measurement data for the detection of tumor cells. In the object beam path is a refractive power compensated diffractive optical element 194 arranged. Thus, the depth measurement range can be increased by a longitudinal chromatic aberration many times the wave-optical depth of field. The depth splitting here is about three times this wave-optical depth of field. The depth measurement uncertainty may increase somewhat, since the width of the envelope in the spatial interferogram increases due to the masking of spectral components due to the confocal discrimination. On the InGaAs infrared matrix camera 133 At least the half width of the envelope of the spatial interferogram should be placed in the middle of the depth measurement range. This half-width results from the spectrum of the interfering light, which by the chromatic splitting with subsequent confocal Discrimination, substantially truncated, and geometric-optical image data on the InGaAs infrared matrix camera 133 , LIST OF REFERENCE NUMBERS reference numeral description 1 Point light source, spectrally broadband 2 Single-mode fiber 3 collimator 4 Beam splitter surface 5 Plane parallel plate made of refractive material 6 Beam combiner surface 7 Semi-Schwarzschild measurement objective 8th Central mirror of the half-Schwarzschild measuring objective 7 9 Exterior mirrors of the half-Schwarzschild measuring objective 7 11 Corner cube reflector 12 Plan mirror of the triple mirror reflector 15 Low-focusing diffractive-optical element with positive refractive power (Fresnel lens) 16 Plan parallel plate to compensate for the optical path difference in the interferometer 17 cylindrical optics 18 slit 19 first telescope lens 20 Double slit diaphragm 21 second telescopic lens 22 Schwarzschild reference objective 23 Reference plane mirror 24 Achromatic wedge, consisting of prism wedge and applied diffractive-optical element 25 Multi slit 100 Spectral broadband light source with single-mode fiber arrangement in one line 110 Spectral broadband light source for linear illumination 111 Unit consisting of a microlens line with a downstream pinhole line in focus position 112 two-stage mirror lens without center shading 113 beamsplitter 114 Interferometerblock 115 Beam splitter and beam combiner unit 116a , b, c 90 ° prisms 117 Schwarzschild lens with a partial pupil for measuring radiation and a partial pupil for processing radiation 118 Central mirror of the Schwarzschild lens 117 119 Exterior mirror of the Schwarzschild lens 117 120 Femtosecond laser for processing 121 Femtosecond laser for treatment 101 Reflecting test object, an aspherical glass test object 102 Metallic, micromachined measurement object 103 Human tissue 104 biological measurement object 131 matrix camera 132 line camera 133 VIS-UV cut filter 140 Intensity wavelet of short-coherence interferogram 141 Intensity wavelet of short-coherence interferogram from a stack 142 Intensity wavelet of short-coherence interferogram from a stack 170 Light source in the visible area for object room illumination for the purpose of inspection by means of microscopic image processing 171 rectangular field stop for object room lighting 172 collimator 173 the deflection mirror 174 Barrier filter for the line sensor measuring light 175 camera lens 176 CCD camera 177 Planspiege 178 Plane mirror 2 179 Cylindrical mirror optics 180 Cylindrical mirror optics 181 VIS-UV cut filter 182 Umlenkplanspiegel 183 Umlenkplanspiegel 184 cylindrical mirror 185 cylindrical mirror 186 Double slit diaphragm 187 two-stage mirror lens without center shading 188 Beam splitter system 189 two-stage mirror lens without center shading 190 Optical part of a line difference one-shot spectrometer 191 Signal processing system of the Line Difference One-Shot Spectrometer 192 Raman spectrometer 193 Beam splitter system 194 Refractive power compensated diffractive optical element 260 mirror cascade 261 Plane mirror 1 262 Plane mirror 2 270 Three-plane mirror reflector group 271 First plane mirror 272 Second plane mirror 273 Third plane mirror 280 Reflective retro-reflector with achromatic beam deflection 281 first half-lens of the reference retro-reflector 280 with achromatic beam deflection 282 second half-lens of the reference retro-reflector 280 with achromatic beam deflection 301 Light source system with spatially coherent, spectrally narrow-band near-infrared source and laser for Raman spectroscopy 302 Beam splitter in the illumination beam path 303 Spectral broadband near infrared source for near infrared spectral analysis 304 beamsplitter O Object-ray beam R Reference radiation beam IB1 Interference bundle pair 1 IB2 Interference bundle pair 2 TAT E Partial aperture for triple reflector, entrance area TAT-A Sub-aperture for triple reflector, output range TAF-E Partial aperture for half Schwarzschild measuring objective 7 , Entrance area TAF-A Partial aperture for half Schwarzschild measuring objective 7 , Exit area

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • G. Spur, K. Körner, H. Fritz, L. Nyársik und E. Uhlmann: ”Optical Measurement of Micro-Topography of Ultra-Precision Manufactured Surfaces”, Tagungsunterlagen: 7th International Conference an Production/Precision Engineering (7th ICPE), Chiba/Tokyo, Japan, 15.–17. September 1994, S. 639–643, Advancement of Intelligent.Production: Eiji Usui. (Editor), © 1994 Elsevier Science B. V./The Japan Society for Precision Engineering [0003] G. Spur, K. Körner, H. Fritz, L. Nyársik and E. Uhlmann: "Optical Measurement of Micro-Topography of Ultra Precision Manufactured Surfaces", conference papers: 7th International Conference on Production / Precision Engineering (7th ICPE), Chiba / Tokyo, Japan, 15.-17. September 1994, pp. 639-643, Advancement of Intelligent. Production: Eiji Usui. (Editor), © 1994 Elsevier Science BV / The Japan Society for Precision Engineering [0003]
  • M. Hering, K. Körner und B. Jähne in Applied Optics, Vol. 48, Nummer 3, Seite 525 bis 538 vom 20. Januar 2009 [0011] M. Hering, K. Körner and B. Jähne in Applied Optics, Vol. 48, Number 3, pages 525 to 538 of January 20, 2009 [0011]
  • M. Hering, S. Herrmann, M. Banyay, K. Körner und B. Jähne bereits im Jahr 2006 in den Proceedings of SPIE, Vol. 6188, 61880E-1 bis 61880E-11 [0011] M. Hering, S. Herrmann, M. Banyay, K. Körner, and B. Jähne, in the Proceedings of SPIE, Vol. 6188, 61880E-1 to 61880E-11, as early as 2006. [0011]
  • G. W. Stroke und A. T. Funkhouser im Jahr 1965 zurückgeht, s. a. G. W. Stroke, A. T. Funkhouser, ”Fourier-Transform Spectroscopy using imaging without computing and with stationary interferometers”, Physics Letters, Vol. 16, S. 272–274, 1965 [0017] GW Stroke and AT Funkhouser, in 1965, see GW Stroke, AT Funkhouser, "Fourier-Transform Spectroscopy using imaging without computing and with stationary interferometers", Physics Letters, Vol. 16, pp. 272-274, 1965 [0017]

Claims (32)

Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI), auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), zur Abstands-, Tiefen-, Profil-, Form-, Welligkeits-, Mikroform-, Mikroprofil- und/oder Rauheitsmessung oder zur Messung der optischen Weglänge eines Objekts oder eines Objektdetails oder dessen räumlicher oder zeitlicher Veränderung und/oder zur Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM), insbesondere auch als optisch messender Scout-Sensor in einem multisensoriellen System zur Materialmessung und zur Materialbearbeitung oder in einem System zur multisensoriellen Erkennung von Tumorzellen und zur optischen Behandlung derselben mit mindestens einem Zweistrahl-Interferometer, auch in Form eines hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM), oder einer Vielzahl von Zweistrahl-Interferometern, mit mindestens einer monochromatischen und/oder polychromatischen Quelle (1, 100) elektromagnetischer Strahlung am Eingang des Zweistrahl-Interferometers, mit einer Strahlteiler-Fläche (4) in jedem Zweistrahl-Interferometer zur Erzeugung von Objekt- und Referenzlicht, also in Form von Objekt- und Referenz-Strahlenbündeln oder Objekt- und Referenz-Wellenfronten, durch Teilung der Wellenamplitude- und mit einer dieser Strahlteiler-Fläche (4) jeweils zumindest näherungsweise parallel gegenüberliegenden und von dieser räumlich separierten Strahlvereiniger-Fläche (6) zur Wiedervereinigung von Objekt- und Referenzlicht zum Zweck der Interferenz mit einem Referenzstrahlengang im Zweistrahl-Interferometer jeweils mit einem Retro-Reflektor (11, 22, 28), der jeweils mindestens zwei Teilaperturen (TAT-E, TAT-A oder TAF-E, TAF-A) aufweist, von denen eine Halbapertur (TAT-E, TAF-E) jeweils allein für in den Retro-Reflektor hineingehendes Licht und eine Teilapertur jeweils allein (TAT-A, TAF-A) für aus dem Retro-Reflektor (11, 22, 28) herausgehendes Licht genutzt wird, wodurch eine Separierung von in den Retro-Reflektor (11, 22, 28) einfallendem Licht und von – nach der Retro-Reflexion – austretendem Licht durchgeführt wird, mit einem Objektstrahlengang im Zweistrahl-Interferometer mit einem das Objekt (101, 102, 103) oder mindestens ein Element des Objekts (101, 102, 103) beleuchtenden und abbildenden Messobjektiv (7), und mit mindestens einem gerasterten Detektor (131, 132, 133) oder einer, Vielzahl von gerasterten Detektoren für elektromagnetische Strahlung, mit welchem mindestens ein räumliches Interferogramm registriert wird, gekennzeichnet mit den Verfahrensschritten: • Geometrische Separierung von hinlaufendem und zurücklaufendem Strahlenbündel im Referenzstrahlengang zumindest näherungsweise in der Größe des Referenz-Strahlenbündel-Durchmessers mittels Retro-Reflexion mittels der lateralen Positionierung und/oder der geometrischen Ausbildung des Retro-Reflektors (11, 22, 28) im Zweistrahl-Interferometer, • Erzeugen einer vorbestimmten Neigung eines Referenzstrahlenbündels R zu je einem Objektstrahlenbündel O am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers durch Mittel (24) zur zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung im Referenzstrahlengang auf der Basis von Reflexion und/oder Diffraktion und/oder Refraktion, einschließlich von Maßnahmen zur vorbestimmten geometrischen Ausbildung des Retro-Reflektors (11, 22, 28) oder von Komponenten desselben, • und/oder Erzeugen der vorbestimmten Neigung alpha eines Referenzstrahlenbündels R zu je einem Objektstrahlenbündel O am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers mittels Reflexion von Referenzstrahlenbündel R oder Objektstrahlenbündel O bei deren Wiedervereinigung an der separierten Strahlvereiniger-Fläche (6), so dass als Resultat der Summe der Mittel und Maßnahmen zur achromatischen Strahlablenkung des Referenzstrahlenbündels R und der Wiedervereinigung an der Strahlvereiniger-Fläche (6) eine vorbestimmte Neigung des Referenzstrahlenbündels R zu je einem Objektstrahlenbündel O mit dem Winkel alpha am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers besteht, • Erzeugen von räumlichen Kurzkohärenz-Interferenzen zueinander geneigter Objekt- und Referenzstrahlenbündel auf einem gerasterten Detektor (131, 132, 133) elektromagnetischer Strahlung, wobei der Neigungswinkel alpha am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers zumindest näherungsweise unabhängig von der Wellenlänge gemacht ist, und diese vorbestimmte Neigung im Üerdeckungsbereich von Objekt- und Referenzwellenfronten auf dem gerasterten Detektor (131, 132, 133) – also im räumlichen Interferogramm – eine Änderung des optischen Gangunterschieds zwischen den interferierenden Wellenfronten über der lateralen Ausdehnung des räumlichen Interferogramms bewirkt, der zu einer Modulation der Intensität im räumlichen Interferogramm führt, • Bildung mindestens eines Signalmaximums oder mindestens eines Signalminimums im räumlichen Interferogramm auf dem gerasterten Detektor (131, 132, 133), • Detektion mindestens eines räumlichen Interferogramms auf dem gerasterten Detektor (131, 132, 133) und • Auswertung eines räumlichen Interferogramms zur Bestimmung Abstand, Tiefe, Profil, Form, Mikroform, Welligkeit und/oder Rauheit oder der optischen Weglänge in oder an einem biologischen (103) oder technischen Objekt (101, 102) oder Objektdetail.Robust one-shot interferometry (ROSI) method, also available in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), for distance, depth, profile, shape, waviness, microform, microprofile and / or roughness measurement or for measuring the optical path length of an object or an object detail or its spatial or temporal change and / or for optical coherence tomography (OCT) or optical coherence microscopy (OCM), in particular as an optically measuring scout sensor in a multi-sensorial system for material measurement and material processing or in a system for multi-sensorial detection of tumor cells and their optical treatment with at least one two-beam interferometer, also in the form of a high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM), or a plurality of two-beam interferometers, with at least one monochromatic and / or polychromatic source ( 1 . 100 ) electromagnetic radiation at the input of the two-beam interferometer, with a beam splitter surface ( 4 ) in each two-beam interferometer for generating object and reference light, ie in the form of object and reference beams or object and reference wavefronts, by dividing the Wellenamplitude- and with one of these beam splitter surface ( 4 ) each at least approximately parallel opposite and from this spatially separated Strahlereiniger surface ( 6 ) for the recombination of object and reference light for the purpose of interference with a reference beam path in the two-beam interferometer, each with a retro-reflector ( 11 . 22 . 28 ), each of which has at least two partial apertures (TAT-E, TAT-A or TAF-E, TAF-A), of which one half aperture (TAT-E, TAF-E) each alone for in the retro-reflector entering light and one partial aperture each alone (TAT-A, TAF-A) for out of the retro-reflector ( 11 . 22 . 28 ) outgoing light, whereby a separation of in the retro-reflector ( 11 . 22 . 28 ) incident light and from - after the retro-reflection - exiting light is performed with an object beam path in the two-beam interferometer with an object ( 101 . 102 . 103 ) or at least one element of the object ( 101 . 102 . 103 ) illuminating and imaging measuring objective ( 7 ), and with at least one rastered detector ( 131 . 132 . 133 ) or a plurality of rastered detectors for electromagnetic radiation, with which at least one spatial interferogram is registered, characterized by the following method steps: Geometric separation of traveling and returning beam bundles in the reference beam path at least approximately in the size of the reference beam diameter by means of retrograde Reflection by means of the lateral positioning and / or the geometrical design of the retro-reflector ( 11 . 22 . 28 ) in the two-beam interferometer, • generating a predetermined inclination of a reference beam R to an object beam O at the output of the two-beam interferometer by means ( 24 ) for at least approximately achromatic beam deflection in the reference beam path on the basis of reflection and / or diffraction and / or refraction, including measures for the predetermined geometric design of the retro-reflector (US Pat. 11 . 22 . 28 ) or components thereof, and / or generating the predetermined inclination alpha of a reference beam R to an object beam O at the output of the two-beam interferometer by reflection of reference beam R or object beam O in their reunification at the separated beam club surface ( 6 ), so that as a result of the sum of the means and measures for the achromatic beam deflection of the reference beam R and the reunification at the beam merging surface ( 6 ) is a predetermined inclination of the reference beam R to each object beam O at the angle alpha at the output of the two-beam interferometer, • generating spatial short-coherence interference of mutually inclined object and reference beams on a rasterized detector ( 131 . 132 . 133 ), wherein the inclination angle alpha at the output of the two-beam interferometer is made at least approximately independent of the wavelength, and this predetermined inclination in the coverage area of object and reference wavefronts on the rastered detector ( 131 . 132 . 133 ) - ie in the spatial interferogram - causes a change in the optical path difference between the interfering wavefronts over the lateral extent of the spatial interferogram, which leads to a modulation of the intensity in the spatial interferogram, formation of at least one signal maximum or at least one signal minimum in the spatial interferogram on the Rasterized detector ( 131 . 132 . 133 ), • Detection of at least one spatial interferogram on the screened detector ( 131 . 132 . 133 ) and • evaluation of a spatial interferogram for determining distance, depth, profile, shape, microform, waviness and / or roughness or the optical path length in or on a biological ( 103 ) or technical object ( 101 . 102 ) or object detail. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometie nach Anspruch 1, dass zumindest näherungsweise eine Eliminierung der Lateral-Shear von Objekt- und Referenzstrahlenbündel auf dem gerasterten Detektor (131, 132, 133) elektromagnetischer Strahlung durch die simultane Abstimmung • des Betrags und des Vorzeichens der lateralen Bündelseparierung bei der Retro-Reflexion im Referenzstrahlengang, • des Betrags und des Vorzeichens der vorbestimmten geometrischen Separierung der Strahlteilungsfläche und Strahlvereinigungsfläche unter Berücksichtigung der Brechungsindizes der optischen Materialien, die zwischen Strahlteilungsfläche (4) und Strahlvereinigungsfläche (6) angeordnet sind, • sowie des Winkelbetrags und des Vorzeichens des Neigungswinkels alpha des Referenzstrahlenbündels R zum Objektstrahlenbündel O durchgeführt wird. Method for robust one-shot interferometry according to claim 1, that at least approximately eliminates the lateral shear of object and reference beams on the rastered detector ( 131 . 132 . 133 ) electromagnetic radiation by the simultaneous tuning of the amount and the sign of the lateral bundle separation in the retro-reflection in the reference beam path, the magnitude and the sign of the predetermined geometric separation of the beam splitting surface and beam merging surface, taking into account the refractive indices of the optical materials between 4 ) and beam union surface ( 6 ), as well as the angle and the sign of the inclination angle alpha of the reference beam R to the object beam O is performed. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass eine Wellenfrontformung von Objekt- und Referenzwellen am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers mittels Zylinderoptik (17) oder anamorphotisch wirkender Prismen durchgeführt wird, so dass bei der Wellenfrontformung vorbestimmt ausgeprägter Astigmatismus für Objekt- und Referenzwellen eingeführt wird und bei der Detektion eines jeden räumlichen Interferogramms durch astigmatische Fokussierung – von jeweils einer ein räumliches Interferogramm bildenden Objekt- und Referenz-Zylinderwelle – dieses räumliche Interferogramm zumindest näherungsweise jeweils in linienhafter Form auf dem gerasterten Detektor (131, 132, 133) ausgebildet wird.A method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that a wave front shaping of object and reference waves at the output of the two-beam interferometer by means of cylinder optics ( 17 ) or anamorphic prisms is performed, so that in the wavefront shaping predetermined astigmatism for object and reference waves is introduced and in the detection of each spatial interferogram by astigmatic focusing - each one of a spatial interferogram forming object and reference cylinder - this spatial interferogram at least approximately in linear form on the screened detector ( 131 . 132 . 133 ) is formed. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass eine konfokale Diskriminierung mittels Spalt (18, 20, 25) oder Pinhole-Blende für das zurückkommende Objektlicht durchgeführt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that a confocal discrimination by means of gap ( 18 . 20 . 25 ) or pinhole aperture for the returning object light is performed. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass eine konfokale Diskriminierung mittels Spalt (18, 20) oder Pinhole-Blende für das zurückkommende Referenzlicht durchgeführt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that a confocal discrimination by means of gap ( 18 . 20 ) or pinhole aperture for the returning reference light is performed. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass auch der zweite Ausgang IA2 des Zweistrahl-Interferometers, der durch die Anordnung mit getrennten Orten für Strahlteilung (4) und -vereinigung (6) vom Eingang geometrisch entkoppelt ist, gemeinsam mit dem Ausgang IA1 für die Dual-balanced Technik genutzt wird, um den Gleichanteil im detektierten räumlichen Interferogramm numerisch zumindest näherungsweise vollständig eliminieren zu können.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that also the second output IA2 of the two-beam interferometer, which is characterized by the arrangement with separate locations for beam splitting ( 4 ) and association ( 6 ) is geometrically decoupled from the input, is used together with the output IA1 for the dual-balanced technique to numerically at least approximately completely eliminate the DC component in the detected spatial interferogram. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein Ausgang (A, IA1, IA2) des Zweistrahl-Interferometers für die NIR-Spektroskopie genutzt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one output (A, IA1, IA2) of the two-beam interferometer is used for NIR spectroscopy. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein Ausgang (A, IA1, IA2) des Zweistrahl-Interferometers für die Raman-Spektroskopie genutzt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one output (A, IA1, IA2) of the two-beam interferometer is used for Raman spectroscopy. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein Ausgang (A, IA1, IA2) des Zweistrahl-Interferometers für die Fluoreszenz-Spektroskopie genutzt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one output (A, IA1, IA2) of the two-beam interferometer is used for fluorescence spectroscopy. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein Ausgang (A, IA1, IA2) des Zweistrahl-Interferometers für die Multiphotonen-Mikroskopie genutzt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that at least one output (A, IA1, IA2) of the two-beam interferometer is used for multiphoton microscopy. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein Ausgang (A, IA1, IA2) des Zweistrahl-Interferometers für die Differenz-Spektroskopie genutzt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of Claims 1 to 10, characterized in that at least one output (A, IA1, IA2) of the two-beam interferometer is used for differential spectroscopy. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, dass über eine Teilapertur des Messobjektivs (7, 117) geeignete Laser-Strahlung zur Laser-Behandlung von lebendem Gewebe oder biologischem toten Material oder Laser-Strahlung zur Laser-Bearbeitung von nichtbiologischem Material zugeführt wird. Method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that over a partial aperture of the measuring objective ( 7 . 117 ) suitable laser radiation for laser treatment of living tissue or biological dead material or laser radiation for laser processing of non-biological material is supplied. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, dass im Messobjektiv (7, 117) und/oder im Objektstrahlengang Mittel (24) zur chromatischen Längsaufspaltung (15) und zur zumindest partiellen konfokalen Diskriminierung (18, 20, 25) angeordnet sind, um eine Tiefenseparierung von Fokuspunkten zur Implementierung der chromatisch-konfokalen Technik durchzuführen.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that in the measuring objective ( 7 . 117 ) and / or in the object beam means ( 24 ) for chromatic longitudinal splitting ( 15 ) and at least partial confocal discrimination ( 18 . 20 . 25 ) are arranged to perform depth separation of focus points to implement the chromatic confocal technique. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet dadurch, dass das Zweistrahl-Interferometer mit einer Vielzahl von Eingangsbündeln optisch gespeist wird, so dass eine Vielzahl von Objektbündeln und Referenzbündeln parallelisiert gebildet wird, und jedem gebildeten Referenzbündel ein Retro-Reflektor und jedem gebildeten Objektbündel ein Messobjektiv (7, 117) zugeordnet ist und eine parallelisierte optische Abtastung des Objekts (101, 102, 103) durchgeführt wird.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the two-beam interferometer is optically fed with a plurality of input beams, so that a plurality of object beams and reference beams is formed in parallel, and each reference beam formed a retro-reflector and each formed object bundle a measuring objective ( 7 . 117 ) and a parallelized optical scan of the object ( 101 . 102 . 103 ) is carried out. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI), auch in Form der hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskopie (HA KIM), zur Abstands-, Tiefen-, Profil-, Form-, Welligkeits-, Mikroform-, Mikroprofil- und/oder Rauheitsmessung oder zur Messung der optischen Weglänge eines Objekts oder eines Objektdetails oder dessen räumlicher oder zeitlicher Veränderung und/oder zur Optischen Kohärenz-Tomografie (OCT) oder zur Optischen Kohärenz-Mikroskopie (OCM), insbesondere auch als optisch messender Scout-Sensor in einem multisensoriellen System zur Materialmessung und zur Materialbearbeitung oder in einem System zur Erkennung von Tumorzellen und zur optischen Behandlung derselben mit den Merkmalen des Oberbegriffs und im Referenzstrahlengang der Retro-Reflektor dabei • entweder als kompakter Tripelspiegelreflektor (11) mit drei Planspiegelflächen, • oder als Tripelspiegel-Anordnung, bestehend aus einer Dachkantspiegel-Anordnung und einer einzelnen, dieser Dachkantspiegel-Anordnung zugeordneten Planspiegelfläche, • oder als Tripelspiegel-Anordnung (11), bestehend aus drei einzelnen Planspiegelflächen, die jeweils zumindest näherungsweise eine Raumecke darstellen • oder der Retro-Reflektor mit mindestens einem fokussierendem Referenzobjektiv (22) und einem Referenz-Endreflektor (23, 27) ausgebildet ist, welcher jeweils zumindest näherungsweise in der Fokusposition dieses Referenzobjektivs angeordnet ist, • und der Retro-Reflektor (11, 22, 28) dabei stets jeweils mindestens zwei Teilaperturen (TAT-E, TAT-A oder TAF-E, TAF-A) aufweist, von denen eine Teilapertur (TAT-E, TAF-E) jeweils allein für in den Retro-Reflektor (11, 22, 28) hineingehendes Licht und eine Teilapertur jeweils allein (TAT-A, TAF-A) für aus dem Retro-Reflektor (11, 22, 28) herausgehendes Licht genutzt wird, gekennzeichnet dadurch, dass – entweder eine vorbestimmte Winkelabweichung delta_beta von der idealen Raumecke mindestens einer Planspiegelfläche (12) – des kompakten Tripelspiegelreflektors (11), – oder der Tripelspiegel-Anordnung, bestehend aus einer Dachkantspiegel-Anordnung und einer einzelnen, dieser Dachkantspiegel-Anordnung zugeordneten Planspiegelfläche – oder der Tripelspiegel-Anordnung (11) im Referenzstrahlengang besteht – oder mindestens einer der beiden Teilaperturen (TAT-E, TAT-A) Mittel (24) zur Durchführung einer zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung zum Einführen einer vorbestimmten Strahlablenkung delta_rho zugeordnet sind, – oder der Retro-Reflektor mit fokussierendem Referenzobjektiv (22, 281, 282) und Referenz-Endreflektor (23) in dessen kollimierten Strahlengang mindestens zwei Teilaperturen (TAF-E, TAF-A) aufweist, von denen eine Teilapertur (TAF-E) allein für in den Retro-Reflektor hineingehendes Licht und eine Teilapertur (TAF-A) allein für aus dem Endreflektor herausgehendes Licht genutzt wird, so dass eine Separierung von in den Retro-Reflektor einfallendem und austretendem Licht durchgeführt wird, und im kollimierten Strahlengang mindestens einer dieser beiden Teilaperturen (TAF-E, TAF-A) Mittel (24, 26) zur Durchführung einer zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung zum Einführen der vorbestimmten Neigung delta_rho zugeordnet sind – und/oder dass mittels vorbestimmter Rest-Winkelabweichung delta_gamma von der Parallelität von Strahlteiler-Fläche (4) und dieser gegenüberliegenden, separierten Strahlvereiniger-Fläche (6) nach der Strahlvereinigung am Ausgang des Zweistrahl-Interferometers jeweils eine vorbestimmte Neigung alpha einer Referenzwellenfront zu je einer Objektwellenfront vorbestimmt besteht.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI), also in the form of high-aperture short-coherence interference microscopy (HA KIM), for distance, depth, profile, shape, waviness, microform, microprofile and / or roughness measurement or for measuring the optical path length of an object or an object detail or its spatial or temporal change and / or for optical coherence tomography (OCT) or optical coherence microscopy (OCM), in particular as an optically measuring scout sensor in a multi-sensorial system for material measurement and material processing or in a system for the detection of tumor cells and for the optical treatment thereof with the features of the preamble and in the reference beam path of the retro-reflector thereby • either as a compact triple mirror reflector ( 11 ) with three plane mirror surfaces, • or as a triple mirror arrangement, consisting of a roof edge mirror arrangement and a single, this roof edge mirror arrangement associated planar mirror surface, • or as a triple mirror arrangement ( 11 ), consisting of three individual plane mirror surfaces, each representing at least approximately a corner of the room • or the retro-reflector with at least one focusing reference lens ( 22 ) and a reference end reflector ( 23 . 27 ) is formed, which is arranged in each case at least approximately in the focus position of this reference lens, • and the retro-reflector ( 11 . 22 . 28 ) always has at least two partial apertures (TAT-E, TAT-A or TAF-E, TAF-A), of which one partial aperture (TAT-E, TAF-E) is used alone in the retro-reflector ( 11 . 22 . 28 Incoming light and a subaperture alone (TAT-A, TAF-A) for from the retro-reflector ( 11 . 22 . 28 ) is used, characterized in that - either a predetermined angular deviation delta_beta from the ideal corner of at least one planar mirror surface ( 12 ) - the compact triple mirror reflector ( 11 ), Or the triple mirror arrangement, consisting of a roof-edge mirror arrangement and a single plane mirror surface associated with this roof-edge mirror arrangement, or the triple-mirror arrangement (US Pat. 11 ) in the reference beam path - or at least one of the two sub-apertures (TAT-E, TAT-A) means ( 24 ) are assigned to perform an at least approximately achromatic beam deflection for introducing a predetermined beam deflection delta_rho, - or the retro-reflector with focusing reference lens ( 22 . 281 . 282 ) and reference end reflector ( 23 ) in whose collimated beam path has at least two partial apertures (TAF-E, TAF-A), of which a partial aperture (TAF-E) alone for light entering the retro-reflector and a sub-aperture (TAF-A) solely for from the end reflector Outgoing light is used, so that a separation of incident and exiting light in the retro-reflector is performed, and in the collimated beam path of at least one of these two sub-apertures (TAF-E, TAF-A) means ( 24 . 26 ) are assigned to carry out an at least approximately achromatic beam deflection for introducing the predetermined inclination delta_rho - and / or that by means of a predetermined residual angular deviation delta_gamma from the parallelism of the beam splitter surface ( 4 ) and this opposite, separated beam combiner surface ( 6 ) after the beam combination at the output of the two-beam interferometer in each case a predetermined inclination alpha of a reference wavefront to each an object wavefront is predetermined. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass der Referenz-Endreflektor des Retro-Reflektors (22, 28) mit fokussierendem Referenzobjektiv als Planspiegel (23) zur einmaligen Reflexion des fokussierten Referenzstrahlenbündels ausgebildet ist.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to claim 15, characterized in that the reference end reflector of the retro-reflector ( 22 . 28 ) with focusing reference lens as plane mirror ( 23 ) is designed for single reflection of the focused reference beam. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass der Referenz-Endreflektor des Retro-Reflektors (22, 28) mit fokussierendem Referenzobjektiv (22) als Dreifach-Planspiegel-Gruppe (27) zur dreifachen Reflexion des fokussierten Referenzstrahlenbündels ausgebildet ist, wobei die drei Planspiegel (271, 272, 273) jeweils senkrecht zu einer gemeinsamen Bezugsebene (E) angeordnet sind.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to claim 15, characterized in that the reference end reflector of the retro-reflector ( 22 . 28 ) with focusing reference lens ( 22 ) when Triple plane mirror group ( 27 ) is designed for the triple reflection of the focused reference beam, wherein the three plane mirrors ( 271 . 272 . 273 ) are each arranged perpendicular to a common reference plane (E). Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach Anspruch 16, gekennzeichnet dadurch, dass die Mittel zur zumindest näherungsweise achromatischen Strahlablenkung als achromatisierter Ablenkkeil (24) oder eine Spiegeltreppe (26) oder eine achromatische Prismenspiegeltreppe ausgebildet sind.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to claim 16, characterized in that the means for at least approximately achromatic beam deflection as an achromatized whipstock ( 24 ) or a mirrored staircase ( 26 ) or an achromatic prism mirror staircase are formed. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach mindestens einem der Ansprüche 15, 16 und 17, gekennzeichnet dadurch, dass der Ablenkkeil (24) als Kombination aus refraktivem Prismenkeil und mindestens einem diffraktiven optischen Element (DOE) ausgebildet ist.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15, 16 and 17, characterized in that the whipstock ( 24 ) is formed as a combination of refractive prism wedge and at least one diffractive optical element (DOE). Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach Anspruch 15, gekennzeichnet dadurch, dass sowohl die Anordnung von Strahlteiler-Fläche (4) und Strahlvereiniger-Fläche (6) als auch die Planspiegel der Tripelspiegel-Anordnung (11) als eine Starrkörper-Anordnung ausgebildet sind, so dass die vorbestimmte Winkelabweichung delta_beta von der idealen Raumecke vorbestimmt fest und dauerhaft eingestellt ist.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to claim 15, characterized in that both the arrangement of beam splitter surface ( 4 ) and beam combiner surface ( 6 ) as well as the plane mirrors of the triple mirror arrangement ( 11 ) are formed as a rigid body arrangement, so that the predetermined angular deviation delta_beta of the ideal room corner is predetermined fixed and permanent. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 20, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens eine Lichtquelle (1, 100) lateral feinstrukturiert, auch in Linien- oder Flächenform oder auch dreidimensional, ausgebildet ist.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15 to 20, characterized in that at least one light source ( 1 . 100 ) is laterally finely structured, also in line or surface form or three-dimensional, is formed. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI)) nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 21, gekennzeichnet dadurch, dass im Messobjektiv (7, 117) und/oder im Objektstrahlengang refraktive und/oder diffraktive Mittel (15) zur chromatischen Längsaufspaltung angeordnet sind.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15 to 21, characterized in that in the measuring objective ( 7 . 117 ) and / or in the object beam path refractive and / or diffractive means ( 15 ) are arranged for chromatic longitudinal splitting. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie-(ROSI)) nach Anspruch 22, gekennzeichnet dadurch, dass im Messobjektiv (7, 117) und/oder im Objektstrahlengang die Mittel zur chromatischen Längsaufspaltung mit diffraktiv-optischen Elementen ausgebildet sind.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI)) according to claim 22, characterized in that in the measuring objective ( 7 . 117 ) and / or in the object beam path, the means for chromatic longitudinal splitting are formed with diffractive-optical elements. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 23, gekennzeichnet dadurch, dass viele miniaturisierte Messobjektive in Zeilen- oder Matrixanordnung angeordnet und dazu, Tripel-Reflektoren in Zeilen- oder Matrixanordnung ausgerichtet sind, wobei die Tripel-Reflektoren zumindest näherungsweise je eine vorbestimmte Winkelabweichung delta_beta aufweisen.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15 to 23, characterized in that many miniaturized measuring objectives arranged in a row or matrix arrangement and aligned to triple reflectors in a row or matrix arrangement, wherein the triple Reflectors have at least approximately each have a predetermined angular deviation delta_beta. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach Anspruch 24, gekennzeichnet dadurch, dass miniaturisierte Messobjektive in Form eines Mikrolinsen-Arrays angeordnet sind.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to claim 24, characterized in that miniaturized measuring objectives are arranged in the form of a microlens array. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 24, gekennzeichnet dadurch, dass der Retro-Reflektor als Anordnung aus zwei halbierten, zumindest näherungsweise baugleichen Referenz-Halbobjektiven mit den Brennweiten f'_1 und f'_2 = f' ausgebildet ist und diese beiden Referenz-Halbobjektive ein Retro-Reflektor-System bilden und sich deren optischen Achsen in einem kleinen vorbestimmten Abstand delta_e parallel zueinander befinden und die Brennebenen der beiden halbierten, baugleichen Referenz-Halbobjektive zumindest näherungsweise koinzidieren.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15 to 24, characterized in that the retro-reflector as an arrangement of two halved, at least approximately identical reference half-objectives with the focal lengths f'_1 and f'_2 = f 'is formed and these two reference half-lenses form a retro-reflector system and their optical axes are in a small predetermined distance delta_e parallel to each other and at least approximately coincide the focal planes of the two halved, identical reference half lenses. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 26, gekennzeichnet dadurch, dass die Quelle elektromagnetischer Strahlung im Frequenzraum als über der Zeit durchstimmbare Frequenzkamm-Laserlichtquelle, oder als – hinsichtlich optischer Weglänge 2L über der Zeit – durchstimmbares Vielstrahl-Interferometer ausgebildet ist.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15 to 26, characterized in that the source of electromagnetic radiation in the frequency space as over time tunable frequency comb laser light source, or as - optical path length 2L over time - tunable multi-beam interferometer is formed. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 27, gekennzeichnet dadurch, dass neben den Mitteln des Durchstimmens auch Mittel zur gleichzeitigen Durch- oder Nachfokussierung im Objektstrahlengang angeordnet sind, welche mit Mitteln zur Synchronisierung der durchstimmbaren Frequenzkamm-Lichtquelle oder mit Mitteln zur Synchronisierung eines über der Zeit durchstimmbaren Vielstrahl-Interferometers kombiniert sind.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15 to 27, characterized in that in addition to the means of tuning and means for simultaneous through or Nachfokussierung are arranged in the object beam path, which with means for synchronizing the tunable frequency comb Light source or combined with means for synchronizing a time-tunable multi-beam interferometer. Anordnung zur robusten One-Shot-Interferometrie (ROSI) nach mindestens einem der Ansprüche 15 bis 28, gekennzeichnet dadurch, dass die Mittel zur gleichzeitigen Durch- oder Nachfokussierung im Objektstrahlengang als vorbestimmt steuerbare Flüssigkeitslinse, als vorbestimmt steuerbarer Membranspiegel oder als räumlicher, vorbestimmt steuerbarer Lichtmodulator ausgebildet sind.Arrangement for robust one-shot interferometry (ROSI) according to at least one of claims 15 to 28, characterized in that the means for simultaneous through- or Nachfokussierung in the object beam path as a predetermined controllable liquid lens, as a predetermined controllable membrane level or as a spatial, predetermined controllable light modulator are formed. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, dass die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: – Nach- bzw. Durchfokussieren des Sensors in Relation zum Messobjekt, so dass sich der optische Gangunterschied zumindest für den Hauptstrahl im Objektstrahlengang im Zweistrahl-Interferometer sich zumindest näherungsweise nicht oder nicht sehr stark ändert und – gleichzeitiges Durchstimmen der Quelle elektromagnetischer Strahlung im Frequenzraum mittels durchstimmbarer Frequenzkamm-Laserlichtquelle oder mittels Vielstrahl-Interferometer hinsichtlich optischer Weglänge 2L – also des „einfachen” optischen Gangunterschieds x_zu, wobei die aktuelle Fokusebene, speziell der Fokuspunkt auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) stets zumindest näherungsweise dort lokalisiert wird, wo eine Kompensation des optischen Gangunterschieds x des Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops durch die einfache optische Verzögerungslänge 2L der Frequenzkamm-Laserlichtquelle oder des Vielstrahl-Interferometers auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges besteht. A method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the following method steps are carried out: - Refocusing or focussing of the sensor in relation to the measurement object, so that the optical path difference at least for the main beam in the object beam path in the two-beam interferometer at least approximately does not change or not very strong and - simultaneous tuning of the source of electromagnetic radiation in the frequency space by means of tunable frequency comb laser light source or by means of multi-beam interferometer in terms of optical path length 2L Ie the "simple" optical path difference x_zu, wherein the current focus plane, especially the focal point on the optical axis of the object beam path of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) is always at least approximately localized where a compensation of the optical path difference x of the short-coherence Interference microscope by the simple optical delay length 2L the frequency comb laser light source or the multi-beam interferometer on the optical axis of the object beam path consists. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, gekennzeichnet dadurch, dass die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden: – Nach- bzw. Durchfokussieren des Sensors in Relation zum Messobjekt, so dass sich der optische Gangunterschied zumindest für den Hauptstrahl im Objektstrahlengang im Zweistrahl-Interferometer zumindest näherungsweise nicht ändert und – gleichzeitiges Durchstimmen eines dem hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskop (HA KIM) zugeordneten Zweistrahl-Interferometers hinsichtlich seines optischen Gangunterschieds x_zu, wobei die aktuelle Fokusebene, speziell der Fokuspunkt auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) stets zumindest näherungsweise dort lokalisiert wird, wo eine Kompensation des optischen Gangunterschieds x des hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskops (HA KIM) durch den optischen Gangunterschied x_zu des zugeordneten Zweistrahl-Interferometers auf der optischen Achse des Objektstrahlenganges besteht, so dass dabei der optische Gangunterschieds x_zu des zugeordneten Zweistrahl-Interferometers jeweils zumindest näherungsweise einmal dem optischen Gangunterschied x im hochaperturigen Kurzkohärenz-Interferenzmikroskop (HA KIM) zu einem Zeitpunkt des zeitlichen Durchstimmens gleichgemacht ist.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of Claims 1 to 14, characterized in that the following method steps are carried out: - Refocusing or focussing of the sensor in relation to the measurement object, so that the optical path difference at least approximately does not change, at least for the main beam in the object beam path in the two-beam interferometer, and - Concurrent tuning of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) associated with two-beam interferometer with respect to its optical path difference x_zu, the current focal plane, especially the focal point on the optical axis of the object beam path of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) always at least approximately there where the optical path difference x of the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) is compensated by the optical path difference x_zu of the associated two-beam interferometer on the optical axis of the object beam path, thereby the optical path difference x_zu of the associated two-beam interferometer respectively at least approximately once equalized to the optical path difference x in the high-aperture short-coherence interference microscope (HA KIM) at a time of temporal tuning. Verfahren zur robusten One-Shot-Interferometrie nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14 und Ansprüche 30 und 31, gekennzeichnet dadurch, dass das kurzzeitige „zeitliche Einfrieren” der räumlichen Interferogramme” im Scan in der Zeit einer Bildaufnahme mittels gerasterten Detektors (131, 132, 133) mittels hochdynamischer Piezostelltechnik vorbestimmt am Reflektor im Referenzarm erfolgt.Method for robust one-shot interferometry according to at least one of claims 1 to 14 and claims 30 and 31, characterized in that the short-term "temporal freezing" of the spatial interferograms "in the scan at the time of image acquisition by means of rastered detector ( 131 . 132 . 133 ) is carried out by means of highly dynamic piezoelectric technology predetermined on the reflector in the reference arm.
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