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tm - Technisches Messen

Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik

Ed. by Wagner, Elmar

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Optikprüfung von refraktiven Mikrolinsen (Optical Testing of Refractive Microlenses)

J. Schwider / N. Lindlein / R. Schreiner / J. Lamprecht / G. Leuchs / J. Pfund / M. Beyerlein

Citation Information: tm – Technisches Messen Plattform für Methoden, Systeme und Anwendungen der Messtechnik. Volume 69, Issue 11/2002, Pages 467–, ISSN (Print) 0171-8096, DOI: 10.1524/teme.2002.69.11.467, September 2009

Publication History:
Published Online:
2009-09-25

Die Optikprüfung von refraktiven Mikrolinsen erfordert einerseits Auflichtmessungen zur Erfassung von Formfehlern und andererseits Funktionsprüfungen im Durchlicht, wobei die Wellenaberrationen gemessen werden. In vielen Fällen ergibt sich die optische Linsenfunktion durch gekrümmte Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Dielektrika. In diesem Fall wird man sich hauptsächlich für die Flächenabweichungen interessieren. Dazu sind Auflichtinterferometer nach Twyman-Green und im Sonderfall von Zylinderlinsen auch Messungen in streifender Inzidenz mit Hilfe von diffraktiven Strahlteilerelementen geeignet. Die Funktionsprüfung erfolgt am besten in einfachem Durchgang, insbesondere bei beträchtlichen Aberrationen, wie sie bei Mikrolinsen häufig vorkommen. Als Interferometer eignen sich das Mach-Zehnder-, aber auch Shearinginterferometer sowie neuerdings auch Wellenfrontsensoren. Besondere Maßnahmen sind bei der Prüfung ganzer Linsenfelder erforderlich. Das gilt insbesondere dann, wenn Linsenfelder mit höheren Aperturen geprüft werden sollen. In gesonderten Kapiteln werden die physikalischen Grundlagen spezieller Verfahren zur Anpassung an die Prüfprobleme bei Mikrolinsen behandelt.

Microlens testing requires in many cases the measurement of surface deviations and the measurement of the wave aberrations of the lens. The lens function is for the multitude of microlenses brought about through curved surfaces of dielectric substrates. Only GRIN lenses rely on the three-dimensional distribution of the refractive index. For the measurement of the surface deviations the Twyman-Green interferometer and for cylinder lenses the grazing incidence test using diffractive beam splitters are best suited. Wave aberrations should be measured in single pass geometry because of systematic errors in case of big aberrations due to double pass arrangements. Therefore, the Mach-Zehnder on the one hand and the shearing interferometer on the other can be recommended for microlens tests. At the time being also wave front sensor as the Shack-Hartmann test are becoming a suitable alternative to the shearing methods because of its simplicity and sufficient sensitivity. A special field is the test of whole lens arrays. This concerns the paraxial as well as the aberration data. Low aperture lens arrays might be illuminated with plane waves indicating the uniformity of the lens data if a whole field is evaluated simultaneously.

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