Die hochgenauen Messprinzipien Weißlichtinterferometrie und Interferenzmikroskopie erfahren Einsatz in vielen Bereichen der Industrie und der angewandten Forschung. Messgeräte, die auf diesen Prinzipien basieren, ermöglichen eine hochgenaue Abstandsdetektion sowie präzise Topografiemessungen. Aufgrund ihrer hohen Auflösung sind diese Systeme jedoch auch anfällig für diverse Fehlereinflüsse, die die Messergebnisse verfälschen können.

Inhalt dieser Arbeit ist die Modellbildung und Simulation von weißlichtinterferometrischen Messsystemen mit dem Ziel Fehlereinflüsse analysierbar zu machen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf geometrischen Fehlereinflüssen in den Strahlengängen, wie zum Beispiel unvollkommene optische Elemente oder mangelhafte Justage in den Systemen.

Als Modellierungsgrundlage für die vorliegenden Untersuchungen wird die Strahlverfolgung auf Basis idealisierter Lichtstrahlen aus der geometrischen Optik gewählt. Mittels dreidimensionaler Modelle realer Strahlengänge in einer virtuellen Umgebung werden über Strahlverfolgung die optischen Wege der das System durchlaufenden Lichtstrahlen protokolliert. Daneben werden die notwendigen Methoden zur Berücksichtigung der, für die Weißlichtinterferometrie speziellen, Interferenz- und Kohärenz-Bedingungen erarbeitet.

Neben einfachen Strahlengängen wird als Anwendungsbeispiel ein elektronisch durchstimmbares Weißlichtinterferometer betrachtet. Dabei handelt es sich um ein faserbasiertes Messsystem, welches auf die hochgenaue punktuelle Abstandmessung spezialisiert ist und aufgrund der elektronischen Durchstimmbarkeit auf mechanische Scanvorgänge verzichten kann. Für dieses System werden in der vorliegenden Arbeit ein Modell aufgestellt und Simulationen durchgeführt. Die Modellierungsvoraussetzungen für Strahlverfolgungsuntersuchungen bei Weißlichtinterferometrie werden diskutiert. Schließlich wird das Simulationsvorgehen für Messvorgänge der betrachteten Systeme dargestellt, um Fehlerquellen im Strahlengang identifizieren und quantifizieren zu können.