Erstes Bath-Interferometer

Hallo zusammen,

ich wollte bloß mal meine Freude kund tun, weil ich heute mein erstes brauchbares Interferogramm erhalten habe:

Bisher habe ich nur das auf ein Blatt Papier projizierte Bild recht provisorisch abfotografiert, aber erstaunlicherweise schon damit eine Auswertung mit OpenFringe erhalten, die sich mit den Daten vom Foucault Test sehr gut deckt:

Nach einigen wenig zufriedenstellenden Versuchen mit billigen roten Laserpointern brachte ein überraschend günstiger grüner Laserpointer für 30 € inklusive Versand von Mambo Galmour (über Amazon) den Durchbruch (ein krasses Teil). Dass der für den freien Verkauf erlaubt ist, grenzt an ein Wunder. Jedenfalls ist die Kollaminatorlinse einwandfrei. Über einen alten Eisenbahntrafo wird der hungrige Laser gefüttert (die Batterien reichten gerade mal für 5 Minuten). Das Prisma, der Strahlteiler und die f 25 mm Linse sind von Shedplus, für insgesamt 25 € inklusive Versand. Als XYZ Tisch dient ein alter Zeiss Mikroskoptisch von Ebay (damals ca. 25 €) mit aufgesetztem altem Bressermikroskop aus Kindertagen. Den Mikroskoptisch benutzte ich bisher für den Foucault. Insgesamt eine etwas provisorische, aber absolut spielfreie Apparatur. Spiegelhalter und Messtisch sind an die Wände gedübelt und damit ausreichend Vibrationsarm.

Nach anfänglichem Zweifel, ob ich das jemals hinkriegen würde mit der fummeligen Einstellerei, finde ich es jetzt, nachdem ich den Dreh raus habe, sehr viel komfortabler als den Foucault Test, und frage mich ernsthaft, warum ich eigentlich nicht gleich mit Bath angefangen habe - ok, die Antwort kann ich mir selbst geben, weil ich dachte, dass es viel aufwändiger ist und dass man nicht preiswert an die Komponenten kommen könnte... Die Einarbeitungszeit war bei beiden etwa gleich hoch, wobei ich beim Finetuning für den Foucault erheblich mehr Zeit verbrannt habe. Die Komponenten des Bath waren nicht wesentlich teurer (die Messuhr für den Foucault Test hat alleine 30 € gekostet). Die Verwendung des Laserlichtes macht die Positionierung beim Bath sehr einfach. Und die Messung selbst ist ein Witz, denn wenn man die Komponenten einmal justiert hat, kann man sie so lassen und braucht jeweils nur ein einziges Foto zu machen, in OpenFringe laden und zack! hat endlich Gewissheit wegen Asti.

Als nächsten Schritt werde ich die Komponenten soweit wie möglich fixieren, vermutlich mit doppelseitigem Klebeband, und eine Webcam einbauen. Den Foucault werde ich wohl nur noch zur Prüfung der Feinstruktur benutzen, wenn überhaupt.

Gruß
Sebastian

(==>)Marty: Danke sehr :-). Ich bin am überlegen, ob das Abfotografieren des projezierten Bildes oder eine direkte Aufnahme wohl besser sein mag. Ich vermute mal, daß die Einstellung der Apparatur mit einem projezierten Bild einfacher geht, weil man ein großes Sichtfeld hat, aber das der Kontrast so auch sehr schlecht ist. Die Kamera hatte zum Beispiel eine lange Belichtungszeit.

(==>)Frank: Der Abstand der Strahlen betrug etwa 5 mm, als ich das Interferenzfoto aufgenommen habe. Auf dem Bild von der Apparatur beträgt der Abstand noch rund 2 cm und stammt von einem vorigen Aufbau. Sind 5 mm ok, oder sollte ich das weiter optimieren?

Vielen Dank für die Antworten. Genau, das Setup entspricht der 90° Variante. Ich hatte gelesen, daß das einfacher sein soll. Der Strahlenabstand bleibt dann also so. Tatsächlich, weniger als 5 mm kriege ich nicht hin.

Für einen sauberen Rand werde ich dann also eine Webcam benutzen. Da stellt sich mir die Frage, wie ein CMOS Sensor wohl auf 5-10 mW Laserlicht reagiert. Dürfen die beim Bath auftretenden Laserstrahlartefakte in die Webcam geraten, oder ist dann direkt eine neue Webcam angesagt?

Ich habe in der Zwischenzeit ein paar Mal probiert, die Apparatur neu aufzubauen, und kann die Ergebnisse reproduzieren. Fummelig ist es aber schon. Leider ist das Prisma, das ich als Spiegel verwende, leicht schräg, was den Aufbau etwas komplizierter macht. Hier werde ich noch eine Einstellmöglichkeit basteln, zur Zeit schiebe ich an einer Seite Papier drunter.

Was mir noch auffällt, ist die stark nachlassende Helligkeit des Lasers im Dauerbetrieb, tritt nach rund 20 Minuten auf. Schätze mal, dass es was mit der Betriebswärme zu tun hat. Nach ein paar Minuten Ruhe stimmt die Helligkeit dann wieder.

Ich finde es jetzt recht einfach, überhaupt Interferenzmuster zu erzeugen, aber fummelig ist eine gelungene Ausrichtung. Die besten Ergebnisse hatte ich, wenn ich den Laser etwas schräg zum Teilerwürfel aufstelle, so daß die Artefakte aus dem Interferenzgebiet wandern, und wenn der Referenzstrahl den Spiegel eher am Rand trifft. Oder ist es wichtig, daß der Referenzstrahl eher die Spiegelmitte trifft? Schwierig finde ich auch, eine passende Lücke zwischen den flächigen Reflexionen, die zwischen Prisma und Teilerwürfel auftreten, zu erwischen. Der Teilerwürfel scheint mir auch keine optimale Qualität zu haben, da er, wenn alleine gegen den Spiegel bestrahlt, bereits zwei Lichtpunkte am 90' Ausgang erzeugt, die ich auch nicht wegkriege.

Andererseits frage ich mich, ob der Optimierungsaufwand überhaupt nötig ist, und ob man mit weniger optimalen Einstellungen nicht auch schon brauchbare Ergebnisse kriegt, sprich, wie schlimm ist eigentlich der Einfluß von Verunreinigungen, nicht perfekt ausgeleuchtetem Spiegel, nicht parallelem oder horizontalen Laserstrahlen usw., hat das schon mal jemand untersucht?

Besten Dank
Sebastian

(==>)guenthsch: Danke, werde ich probieren.

(==>)FrankH: Hat leider nicht geholfen. Problem ist, das die spiegelnde Fläche des Prismas leicht geneigt ist, wenn ich das Prisma an den Teilerwürfel klebe, ist die Fläche zu stark geneigt.

(==>)maxosaurus: Mit der Webcam habe ich Probleme. Das Licht ist zu hell. Es scheint der Cam zwar nichts zu machen, wenn sie eines der Artefakte erwischt, sie zeigt dort lustigerweise kleine schwarze Punkte, aber das Interferenzmuster selbst ist schon viel zu hell. Ich habe eine andere Webcam, bei der man die Belichtungszeit besser einstellen kann, damit werde ich es noch mal versuchen.

Ich habe noch zwei Stück lineare Polfolie gefunden. Damit kann man die Helligkeit stufenlos regeln, ich werd's mal damit probieren. Laser und optische Komponenten scheinen selbst nicht zu polarisieren.

Hier habe ich jetzt ein paar Bilder:

Die Bilder bisher wurden mit dem grünen Laser gemacht, aber runtergeregelt mittels Poti, und zwar so weit, bis kein sichtbares Licht mehr vorhanden war. Ich habe jetzt den Verdacht, daß es sich dabei um Infrarotlicht handelt, schließlich arbeitet der grüne Laser intern mit Infrarot. Was mir sehr zu denken gibt, scheint eine nicht ganz ungefährliche Sache zu sein.

Die Apparatur ist nicht optimal ausgerichtet und gesäubert, ich war froh, die Webcam überhaupt positioniert zu haben.

Die folgenden beiden Bilder zeigen den Übergang zum grünen Laserlicht:

Das nächste Bild ist im vollen grünen Laserbetrieb mit doppelter Polfolie zum Dimmen vor dem Laser aufgenommen:

Und hier ein Bild ohne Objektiv, direkt in die Webcam projeziert. Ich vermute, das der schlechtere Kontrast vom kleineren Öffnungsverhältnis herrührt (das Objektiv ist recht groß im Vergleich zum Gewinde):

Hier einmal der Aufbau:

Oh Mann... dii[B)]

Vielen Dank für die Warnung! Ich werde das Ding erstmal aus lassen, und es mit den roten probieren... hoffentlich ist nix passiert. Ich habe im Netz was gelesen, von Problemen nach einer Laserschow, drei Tage danach Probleme beim Lesen. Ich habe erstmal ein paar Sehtests gemacht, soweit alles ok. Hoffe, da gibt es keine Langzeitprobleme. Direkt reingeschaut habe ich nicht.

Ich probiere gerade die Auswertung. Bei rund 1064 nm Wellenlänge, da deckt sich ungefähr gleichhohe Berg in der Mitte nicht mit dem Foucault, da sollte der Berg maximal 450 nm hoch sein, eher weniger. Die Webcam ist dann wohl nicht so empfindlich im hohen IR. Lese aber auch gerade, daß es derzeit erhältliche grüne Laserpointer auch mit 808 nm gibt. Durch die unbekannte Wellenlänge und die suboptimale Qualität der Aufnahmen vermutlich schwer einzugrenzen..

LG
Sebastian

Hallo zusammen,

ich habe noch ein wenig mit den Aufnahmen gespielt. Der grüne Laser hat jetzt einen IR-Blocker von einer anderen Webcam - nicht gerade hochwertig, aber schon ein Fortschritt (bei einem der grünen Bilder erkennt man noch überlagertes IR, was trotz Filter sichtbar wird, wenn der Laser entsprechend runtergeregelt wird. Ich vermute, daß es direkt das Licht der 808 nm Leuchtdiode ist, da es ohne IR-Filter auch bei sehr geringen Stromstärken sichtbar bleibt, die wohl unter der Lasergrenze liegt). Daneben habe ich einen billigen roten Laserpointer probiert. Stimmen Randschärfe, Ausleuchtung und Schlierenfreiheit? Für Ratschläge bin ich sehr dankbar.

Gruß
Sebastian

Hallo Günther,

vielen Dank für die Antwort. Deine Bilder sehen wirklich knackscharf aus. Der Laser scheint eine echt gute Ausleuchtung zu haben. Besten Dank auch für die "Erstlingswerke", das macht mir Mut [:)]. Ok, dann werde ich mal weiter optimieren...

LG
Sebastian