Bath Interfermeter - welche Variante?

Hallo,

nach ersten positiven Erfahrungen mit einem PDI an meinem Erstling möchte ich mir für meine nächsten Selbstschliffprojekte ein Bath-Interferometer zusammenstellen. Geplant sind zunächst ein 14" und später noch ein knapper 17". Dabei peile ich F/4,2 an. Für den 17er wäre auch etwa F/3,5 eine interessante Option.

Nun stehe ich vor der Frage, ob ich ein klassisches Bath-Interferometer oder die 90° Variante bauen sollte.

Nach den bisher gesichteten Quellen sollten beide Versionen gleichermaßen funktionieren.

Wesentliche Merkmale bzw. Unterschiede, so weit ich das bisher finden konnte:

A) klassisch / geradsichtig
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PRO: die Qualität des Auslenkspiegels beeinflusst das Interferogramm nicht (wesentlich)

Der Strahlabstand ist bei symmetrischem Strahlendurchgang entsprechend der originalen Anordnung durch Kantenlänge und Brechzahl des Strahlteilers festgelegt.
Bei N-BK7 mit N=1,515 ergeben sich nach meiner Rechnung:
- bei 20mm Kantenlänge ein Strahlabstand von ca. 6,7mm
- bei 16mm Kantenlänge ein Strahlabstand von ca. 5,3mm

B) Variante in 90° Anordnung
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PRO: Der Strahlabstand ist nicht von der Größe des Strahlteilers abhängig. Daher könnte bereits ein 5mm Strahleiler ausreichend groß sein. Das ist etwas preiswerter zu haben und bei der Justage "flexibler".

CON: die Formfehler des Ablenkspiegels gehen in die Messung ein. Daher muss der Ablenkspiegel von höherer Qualität sein, was den Preisvorteil des kleineren Strahlteilers relativiert.
(CON): sehr enge Strahlabstände scheinen mir schwierig realisierbar, da bei der Justage eine erhöhte Gefahr besteht, dass Strahlteiler und Spiegel in Kontakt kommen und ggf. beschädigt werden.

Bei der Auswertung mit Openfringe und Mittelung der Aufnahmen aus 0° und 90° Spiegelstellung sollte der Bath-Astigmatismus herausgerechnet werden. Der Strahlabstand dürfte also keine Auswirkung auf die Auswertung haben.

Im Moment neige ich zu der klassischen Variante mit einem 20mm Strahlteiler und 6mm Linse mit 9mm Brennweite. Ich denke, das kleinere Strahlteiler mit Linsen <= 5mm für Aufbau und Justage mit Hobbymitteln eher nachteilig sind.

Habt ihr konkrete (bezahlbare) Empfehlungen für Lasermodule?
Welche Strahldurchmesser sind zu empfehlen? (Welchen Einfluss hat der Strahldurchmesser auf Qualität und Kontrast der Interferogramme?)

Ich würde mich über Eure Meinungen und Erfahrungsberichte freuen.

viele Grüße
Harold

Hallo Harry, Hallo Kurt,

vielen Dank für Eure Hinweise.
Das Argument, die Interferogramme möglichst einfach mit der Kamera ablichten zu können ist für mich absolut stichhaltig. Dass man mit der Kamera bei der 90°-Anordnung wesentlich dichter an den Brennpunkt bzw. ROC herankommt und dass der "einzufangende" Lichtkegel erheblich kleiner ist, ist anhand der Skizzen leicht einzusehen.
Ich habe nun versucht verschiedene Anordnungen für die 90°-Variante zu skizzieren.

Dabei hatte ich folgende Aspekte im Kopf:
- Ausreichende Ausleuchtung bis herunter zu F/3,5.
- geringer Strahlabstand, auch wenn der Interferometer-Astigmatismus bei der Auswertung herausgerecnet wird.
- "Nichtbenutzung" des letzten Millimeters aller optischer Komponenten, um Störungen der Aufnahmen durch Kantenfehler oder unerwünschte Reflektionen zu vermeiden.

Die Brennweite sollte F < Strahldurchmesser * 2 * F/D erfüllen.
Bei Strahldurchmesser 2mm sollte die Brennweite für F/3,5 also kleiner als 14mm sein.
In den älteren Beiträgen habe ich häufiger Strahl- bzw. Blendendurchmesser um 2,5 mm gesehen. Eine Linse mit 12mm Brennweite sollte danach hinreichend kurzbrennweitig sein.

F/D > F / (Strahldurchmesser * 2) also F/D > 12mm / (2,5mm * 2) d.h. F/D > 2,4

Für einen 10mm Strahlteiler und Linse mit 12mm Brennweite ergibt sich

Bei den in der Vergangenheit vorgestellten Interferometern wurden aber auch häufiger wesentlich kürzere Linsenbrennweiten eingesetzt, was mich etwas an der (praktischen) Eignung von 12mm Linsenbrennweite für F/D = 3,5 zweifeln lässt.
Wird mehr "Reserve" zur Justage und Komponentenverschiebung zur Reflexunterdrückung bzw. -verlagerung benötigt? Wenn ja, wie viel, falls sich das überhaupt einfach quantifizieren lässt?

Ich habe zum Vergleich auch noch einmal für 9mm Brennweite Skizzen angefertigt.

Dabei zeigt sich, dass der Brennpunkt dadurch dichter an den Ablenkspiegel heranrückt. Soll das Strahlenbündel am Kameraeintritt ähnlich klein bleiben wie bei der Linse mit längerer Brennweite, ist der Abstand soger sehr deutlich vermindert.

Führt dies zu erhöhter Empfindlichkeit gegenüber Schmutz/Staub - ähnlich Okularen mit Linsen nahe der Feldblende? Das wäre ja in jedem Fall wenig wünschenswert und ein Argument für eine Linse mit der für den Anwendungsfall längstmöglichen Brennweite. (?)

Viele Grüße
Harold