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 Bath- Weißlichtinterferometer mit Monochromator
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Seite: von 6

Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 27.12.2009 :  13:10:45 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Gert,
Zitat:
Original erstellt von: Gert

Hallo Kurt,

Ist der Blazewinkel in Deiner Schemazeichnung (Bild 8) so richtig eingezeichnet? Der sollte doch eigentlich in Richtung der Reflektion sein.

Clear Skies,
Gert


Blazewinkel, wer isn das?. Hab bei Hecht "Optik" nachgeschaut. Der Blazewinkel hat etwas zu tun mit der Optimierung der Energie im gebeugten Lichbündel des Gitters.

In der Beschreibung von Oriel hab ich nur gefunden:

Blaze Wavelenght = 350 nm

Das gilt für das eingebaute Gitter mit 1200 L./mm. Ansonsten hab ich in meinem Bild 7 (nicht Bild 8, Gert) die Winkelposition des Gitters zum Spiegel 1 aus dem Oriel- Schema bzw. obigem Bild 11 nach Augenmaß übernommen.

Bild 13


Gruß Kurt

Bearbeitet von: am:
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Gert
Altmeister im Astrotreff


2751 Beiträge

Erstellt  am: 27.12.2009 :  17:53:38 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Gert's Homepage
Hallo Kurt,

Beim Gitter entsteht die spektrale Zerlegung ja durch Ueberlagerung der 'Elementarwellen', die von den 'glatten' Stellen des Gitters (in den gesamtenn Raum) reflektiert werden. (aehnlich den durchsichtigen Stellen beim Transmissionsgitter'). Das passiert nur aufgrund der Wellennatuer des Lichtes, und hat nichts mit Strahlenoptik zutun.
http://www.groell.org/Atmosphare___Physik/Physikalische_Grundlagen/Beugung/beugung.html
Der einfach reflektierte Strahl (der durchgehende bei Transmission) ist die 0-te Ordnung. Die Spektren symmetrisch links und rechts von der Strahlrichtung sind dann 1. und hoehere Ordnungen. Normalerweise sind die recht schwach, weil da nur ein paar Prozent des Lichts hinkommen. Man kann jetzt die Oberflaeche des Gitters in der von Dir dargestellten Saegezahnform strukturieren, so dass der Reflektionswinkel (Strahlenoptik) 'zufaellig' mit einer ausgewaehlten Beugungsordnung (Wellenoptik) zusammenfaellt. (Eine recht clevere Idee) Die Einstellung dieses bevorzugten Reflektionswinkels auf dem Gitter wird 'Blaze-Winkel' genannt. In dem Bild von Dir stimmt der aber nicht, weil fuer den nun wiederum genau die alten Gesetze von Einfalls- u. Ausfallswinkel gelten. Wahrscheinlich hat der technische Zeichener, der bei Oriel das Bild gemalt hat das auch nicht gewusst und niemand hat es korrigiert. Schade.

Eine richtig schicke Abbildung habe ich online leider nicht gefunden.
Ein gutes Physikbuch sollte das aber erklaeren. (auch ohne Wikipedia)

Clear Skies,
Gert

Bearbeitet von: am:
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Andreas_D
Meister im Astrotreff


507 Beiträge

Erstellt  am: 27.12.2009 :  19:21:45 Uhr  Profil anzeigen
Hallo zusammen,

viel was man über Gitter wissen möchte findet sich im folgenden Katalog: http://www.horiba.com/fileadmin/uploads/Scientific/Documents/Gratings/catalog.pdf.

Wer es gerne mathematisch mag kann sich einen Überblick hier verschaffen: http://www.horiba.com/scientific/products/optics-tutorial/diffraction-gratings/?L=0tx_horibafeuser.

Viele Grüße,
Andreas

Bearbeitet von: am:
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Marty
Altmeister im Astrotreff

Germany
2112 Beiträge

Erstellt  am: 31.12.2009 :  01:30:33 Uhr  Profil anzeigen  Besuche Marty's Homepage  Sende Marty eine AOL Message  Sende Marty eine ICQ Message  Sende Marty eine Yahoo! Message
Zitat:
Original erstellt von: Andreas_D

http://www.horiba.com/fileadmin/uploads/Scientific/Documents/Gratings/catalog.pdf.




Hallo Andreas, der Fileadmin laesst mich einfach nicht rein!
marty

Homepage www.marty-atm.de
mailto:martin<at>marty-atm.de
AG Spiegelschleifen in der Wilhelm Foerster Sternwarte NUR NOCH NACH VEREINBARUNG
Info zum AG Spiegelschleifen: http://www.wfs.be.schule.de/pages/AGSpiegel/

Bearbeitet von: am:
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Andreas_D
Meister im Astrotreff


507 Beiträge

Erstellt  am: 31.12.2009 :  10:43:28 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Marty,

anscheinend gibt es Problem mit dem Direktlink. Versuch es mal über http://www.horiba.com/scientific/products/gratings/catalog/ und dann auf der linken Seite > Brochure anklicken.

Hoffe das klappt.

Viele Grüße,
Andreas

Bearbeitet von: am:
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guenthsch
Senior im Astrotreff

Österreich
133 Beiträge

Erstellt  am: 31.12.2009 :  10:47:54 Uhr  Profil anzeigen
beim link ist der punkt nach der Dateiendung mit dabei. (....../catalog.pdf.)im browser einfach weglöschen

Fernsehen macht Dumme dümmer und Kluge klüger

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 31.12.2009 :  17:42:00 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Miteinander,

Freut mich natürlich dass der Monochromator Eure Aufmerksamkeit erregt hat. So wie der gebaut ist bräuchte man als Spiegelschleifer nur ein gutes Blaze- Gitter und man könnte sich den Rest selber bauen. Damit hätte man je nach Laune einen Monochromator oder ein recht leistungsfähiges Spektroskop.

(==>) Gert,
Vielen dank für die Erläuterungen zum Blaze- Gitter. Das das nur mit Beugung zu erklären ist weiß wohl fast jeder aber das mit den Blaze- Winkel und der nicht korrekten zeichnerischen Darstellung ist weniger trivial.

Im folgenden möchte ich noch einiges zum Gebrauch als Monochromator speziell in Verbindung mit dem Bath- Weißlichtinterferometer erzählen. Wie die Bilder in meinem Eingangsposting zeigen gelang die Produktion von wunderschönbunten I- Grammen auf Anhieb. Nur war der Prüfling ein einfacher sphärischer Spiegel. Da wäre es schlicht blödsinnig diesen in Multicolor interferometrieren zu wollen, obwohl er das klag – und problemlos in praktisch allen Wellenlängenbereichen mitmacht. Bei Refraktoren kann es wg. des zunehmenden Farbfehlers im blauen bis violetten Bereich zu drastischen Kontrastminderung der Interferenzstreifen bis zur Unkenntlichkeit kommen, wenn die Prüfwellenlänge nicht schmalbandig genug ist. Dazu noch mal zur Erinnerung aus
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=95328

Bild 14


Beim ED 127 F/9 hat man mit Filter 436nm, Halbwertsbreite 17nm keine Chance noch etwas messen zu können. Bei 450 nm, 6 nm HWB geht es gerade noch. Nachdem was sonst noch so gezeigt wird kann man in für diesen Wellenlängenbereich Filter mit 10 nm HWB für interferometrische Messungen an Refraktoren glatt vergessen.

Wie sieht es denn mit dem Monochromator anstelle von Farbfiltern aus? Bitte obiges Bild 3 ganz schnell vergessen. Das war ja ein physikalisch garantiert farbreiner Spiegel als Prüfling!
Daher hab ich den genannten ED 127 in die eingangs skizzierte Messstrecke gemäß Bild 2 gelegt. Die Messstrecke wurde allerdings etwa modifiziert (s. unten). Die Interferogramme sehen jetzt so aus:

Bild 15


Bild 16


Bild 17


Die Zahlenangaben entsprechen den jeweiligen Wellenlängen in nm. 435 nm ist jetzt problemlos auswertbar. Bei 405nm bekommt man schon „Kringelgramme“, aber nur weil in dieser Serie auf ca. 600 nm (oder auch ca. 500 nm) fokussiert worden ist. Das 405 nm- Interferogramm in Originalgröße (ca. 3x größer) sind alle 17 Streifen durchgehend bis zu Rand erkennbar. OK, bei obigem Refraktor interessiert der Wellenlängenbereich nicht besonders. Aber für die hochwertigen LZOS o. ä. scheint mir die genauere Vermessung auch in diesem Bereich sinnvoll zu sein.

Jetzt noch einige Sätze zur Modifikation der Messstrecke gegenüber obigem Bild 2.

Bild 18


Bild 19


Es funktioniert auch ohne die Blende und ohne Okular. Allerdings bekommt man dann nur weniger als 10 kontrastreiche Streifen. Bei Verwendung der Blende bleibt der Kontrast auch ca. 20 Streifen noch sehr gut. Des weiteren ist bei Weißlicht im Vergleich zur Laser- Interferometrie die Helligkeit drastisch reduziert, insbesondere bei der Verwendung von schmalbandigen Filtern und natürlich auch des Monochromators. Das ist bei der Einrichtung der Messstrecke höchst lästig. Wenn man die Blende weglässt hat man aber ausreichend Helligkeit der reflektierten Lichtbündel um das Interferometer einrichten zu können. Danach wird die Blende eingesetzt und man kann die Streifen optimal einstellen. Bei Weißlicht und Filternist die Einrichtung des Interferometers unproblematisch, weil man dazu das Filter weglassen kann.

Eine Auswertung der obigen I- Gramme vertage ich hiermit auf das nächste Jahr.

Einen Guten Rutsch ins Neue Jahr
wünscht

Kurt




Bearbeitet von: Kurt am: 02.01.2010 00:11:20 Uhr
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2822 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  11:04:58 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Hallo,

zunächst wünsche ich allen Mitlesern ein gutes Jahr 2010 !

Zitat:
Original erstellt von: Kurt
So wie der gebaut ist bräuchte man als Spiegelschleifer nur ein gutes Blaze- Gitter und man könnte sich den Rest selber bauen.


Der Selbstbau des Glasfaser-Kopplers (Spalt --> Kreis) dürfte aber nicht ganz einfach werden. Ohne Koppler würde viel Licht ungenutzt verloren gehen. Hat schon mal jemand so einen Koppler selber gebaut?


Zitat:
Original erstellt von: Kurt
Wenn man die Blende weglässt hat man aber ausreichend Helligkeit der reflektierten Lichtbündel um das Interferometer einrichten zu können. Danach wird die Blende eingesetzt und man kann die Streifen optimal einstellen.


Mich würde mal interessieren welchen Durchmesser der Referenzstrahl am Ort des Prüflings hat. Ist der Durchmesser noch klein genug, um die Annahme zu rechtfertigen, dass das Objektiv innerhalb dieses Durchmessers als fehlerfrei betrachtet werden kann?

Gruss
Michael

Bearbeitet von: am:
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9881 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  12:45:07 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Michael

den Koppler halte ich eigentlich für recht grobschlächtig mit 0,8mm Spaltbreite, Problem durcffte sein die Fasern einzubetten, in irgendwelchen Kleber, nicht das die Reflexion am Mantel der Faser dadurch verloren geht. Andererseits ist nicht klar in wie weit die Enden geschliffen und poliert werden müssen, uneingebettet wird das wegen Randausplatzern noch unmöglicher?

die Fassung für möglichst dicke Fasern zu berechnen so das es sich selbst sortiert wäre vergleichsweise einfach.

Gruß Frank

Bearbeitet von: am:
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2822 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  14:00:54 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Hallo Frank,

Zitat:
Original erstellt von: FrankH
Andererseits ist nicht klar in wie weit die Enden geschliffen und poliert werden müssen, uneingebettet wird das wegen Randausplatzern noch unmöglicher?


Wenn der Koppler einen halbwegs guten Wirkungsgrad haben soll, dann wird man nicht drum herumkommen die Enden zu polieren. Und wie du schon ganz richtig geschrieben hast, wird das nur gelingen wenn die Fasern in irgendeine Vergussmasse eingebettet sind.

Gruss
Michael

Bearbeitet von: am:
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9881 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  14:15:42 Uhr  Profil anzeigen
Hallo

der Dünnflüssigkeit halber wäre Zyanacrylat toll, erhält das die Reflexion? müsste man den Brechungsindex kennen und auch sonst ist das mehr Mathematik, das mag ich nun gar nicht.
Canadabalsam hat vermutlich zu identisschen Wert, was gibt es noch für syntethische Kitte?

Gruß Frank

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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2822 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  14:29:15 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Zitat:
Original erstellt von: FrankH

der Dünnflüssigkeit halber wäre Zyanacrylat toll, erhält das die Reflexion?


Kommt wahrscheinlich drauf an wie dick der Mantel der Glasfaser ist.

Gruss
Michael

Bearbeitet von: am:
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9881 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  14:37:49 Uhr  Profil anzeigen
Hallo

der Mantel der Glasfaser ist doch nur zum mechanischem Schutz und wird eigentlich an der gefassten Stelle entfernt, gestrippt

Gruß Frank

Bearbeitet von: am:
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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2822 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  15:01:27 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Hallo Frank,

Zitat:
Original erstellt von: FrankH
der Mantel der Glasfaser ist doch nur zum mechanischem Schutz und wird eigentlich an der gefassten Stelle entfernt, gestrippt



Na ja, man muss hier wohl unterscheiden zwischen "Glasfaser" und "Lichtwellenleiter". Letzterer besteht aus drei Schichten:
Hochbrechender Kern, niedrigbrechender Mantel, und ganz aussen ein Schutzmantel.
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtwellenleiter

Gruss
Michael

Bearbeitet von: am:
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FrankH
Altmeister im Astrotreff


9881 Beiträge

Erstellt  am: 01.01.2010 :  15:43:26 Uhr  Profil anzeigen
Hallo

konfektioniert werden aber eigentlich nur die Kerne der Einzeladern, aber das neue System mit "Kernmantelverspiegelung" würde helfen.
Zitat:
Speziell getrieben durch die hohen Anforderungen der Signalstärke und -qualität im Bereich FttH (Fiber to the Home) und den in Wohnhäusern schlechteren Installationsbedingungen entwickelten Glasfaserhersteller wie Corning, Draka, OFS etc. in der jüngsten Zeit neue Glasfasern, die um den Faserkern noch zusätzlich eine hochreflektierende Fluoridschicht oder ein auf Nanostruktur basierendes Cladding aufweisen.

Durch diese neuartigen biegeunempfindlicheren Fasern ist es möglich, auch bei Biegeradien, die im Bereich von unter 10 mm liegen, eine nahezu verlustlose Übertragung sicherzustellen. Diese neuartigen Fasertypen werden die bisherigen Fasertypen sowohl im Multimodebereich als auch im Singlemodebereich zukünftig weitgehendst ersetzen und sind spezifiziert nach z.B. ITU-T G.652C und D.


aber im Prinzip ist Acryl ja schon als Ummantelstoff genannt.
irgendwie scheint es hier ein Unterscheidungsproblem zwischen dem geometrischen Mantel eines Zylinders und dem zusätzlichem Schutzmantel der Kernfaser zu geben

Gruß Frank


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