Hallo Alex, liebe Mitleser.
Alex hatte am Anfang dieses Berichtes die Bitte geäußert den Aufbau bes Bath und der Lampe etwas genauer zu sehen sowie die verwendeten Bauteile mit Bezugsquelle zu erfahren.
Dann fangen wir mal an:
So sieht mein derzeitiger Gesamtaufbau aus. Unten drunter ist der manuelle Verstellschlitten, den braucht man zum scharf stellen der I-Gramme indem man ihn vor/zurück Richtung zu prüfender Optik verschiebt. Außerdem zum Feineinstellen der Ausrichtung des I-Meters sieht man 3 Einstellschrauben womit man es verkippen, anheben oder schräg stellen kann. Dadurch muss ich zum Feineinstellen des Bath nicht immer nach vorne an die Spiegelverstellung.
Dahinter sieht man die neue Lampe, die erkläre ich noch im Detail. Vorne auf dem Verstellschlitten das eigentliche Bath-Interferometer, dazu und zu den Einzelteilen komme ich noch. Vorne eine DSLR mit möglichst lichtstarkem Objektiv ( in meinem Fall ein Sigma 24-70mm f/2.8 ) bei der 40D wäre eins mit 100-120mm trotz Crop-Faktor von 1.6 besser.
Ich fange mit der Lampe an, so sieht sie aus:
Der vordere Linsenhalter enthält einen 18mm / 125mm Brennweite Achromaten ( Edmund Optics ), der mittels O-Ring und durch das von hinten eingeführte Lampenrohr gehalten wird. Sinn der Beleuchtung ist, einen möglichst homogenen Lichtstrahl zu erzeugen, der so parallel wie möglich ist. Dazu ist im Linsenhalter vorne eine 5mm Bohrung als Blende drin. Dadurch wird auch der dahinter sitzende Achromat mit seinen 18mm Durchmesser auf 5mm abgeblendet, was dann bei den 125mm Brennweite zu einem Öffnungsverhältnis von f/24 führt. Dadurch ist der Achromat, der ja normalerweise nicht farbrein ist soweit abgeblendet dass er bei Weißlicht farbreiner als der beste APO ist. Es kommt durch diese Maßnahme kein sekundäres Spektrum im Interferometer an. Ein vorderes Bild des Linsenhalters mit der 5mm Blende:
Innenleben des Linsenhalters:
Ganz hinten sitzt ein Kühlkörper, auf dem Mittig eine POWER LED mit 3 W und 340 Lumen Lichtstrom verklebt ist. Die Verklebung erfolgte mit Wärmeleitkleber.
Am Ende des Lampenrohres, das hat einen Außendurchmesser in meinem Fall von 19mm und eine Länge von 115mm, ist innen 4-stufig aufgebohrt, hinten an der Blende 10mm, dann 12mm, dann 14mm und vorne an der Linse 16mm, sitzt der Blendenhalter. Der Blendenhalter hält eine Edmund Optics Lochblende welche durch die Tapestreifen auswechselbar ist. Derzeit habe ich eine Blende von 0.3mm im Einsatz, die klappt bisher am Besten. Die LED incl. Kühlkörper wird auf den Blendenhalter aufgesetzt, kann nch etwas in der Länge verschoben und geklemmt werden. Alle Bauteile die mit Licht in Verbindung kommen, also alle Innenteile sind mit schwarzer Farbe gegen Reflektionen ebgeschirmt. Dadurch ist nun der 5mm Lichtstrahl nun ohne große Reflexionen ausgebildet.
So. Es ist klar, das hatte ich so noch nicht erwähnt, dass sie Bauteile der Lampe natürlich sauber aufeinander ausgerichtet sein müssen. LED, Blende und Linse müssen sauber in einer Reihe stehen. Die Blende auf jeden fall so vor der LED Platziert, dass diese genau mit dem hellsten Teil hinter der Blende ist. Der Abstand der LED-Linse zur Blende beträgt bei meiner Lampe ca. 6mm.
Nach Fertigstellung und Zusammenbau der Lampe muss diese Scharf gestellt werden. Dazu löst man die Klemmschraube hinten am Blendenhalter, projiziert den Lichtkreis in 5m auf eine Wand und stellt durch Verschieben des Blendenhalters auf dem Lampenrohr scharf. Sinn ist, die 0.3mm Blende genau in den Brennpunkt des 18/125mm Achromaten zu bekommen. Man ist im Brennpunkt wenn der projizierte Lichtpunkt an seinen Rändern scharf abgebildet wird.
Soviel zur Lampe. Diese muss in einigem Abstand zur Eingangsblende des Bath-Interferometers platziert werden, so dass doch noch vorhandene Reflexionen nicht ins Interferometer gelangen und dass man noch Farbfilter dazwischen stellen kann. Natürlich kann man auch anstelle der Lampe einen Laser, ob grün oder rot verwenden. Damit sind nur keine Buntlicht I-Gramme möglich weil man nur eine feste Wellenlänge des verwendeten Lichtes hat.
Bath-Interferometer:
So sieht es aus:
Ich habe ausschließlich Bauteile von Edmund Optics benutzt. Der Laden ist zwar nicht der billigste, hat aber alles im Programm und liefert schnell.
Das Bath besteht aus einem 15x15mm Strahlteiler, nicht polarisierend, da bietet Edmund Optics 2 Qualitäten an. 1/4 und 1/8 Lamda. Ich habe den 1/8 Lamda Würfel gewählt. Dann ein 15mm Auslenkprisma mit verspiegelter Hypothenuse, vorne eine Bikonvexlinse mit 6mm Durchmesser und 9mm Brennweite. 10-12mm Brennweite geht auch ohne Weiteres, über die Unterschiede der Linse sage ich später noch was. Meine ersten Versionen des Bath-I-Meters hatten 25mm Würfel und 25mm Spiegel drin. Dabei entstand das Problem, dass ich durch das Bath einen so langen Lichtweg erzeugt habe dass am Auslenkspiegel das erzeugte Bild so groß war, dass es nicht mehr durch die Blende selbst eines f/2.8 Kameraobjektives passte. Also mussten die Bauteile näher zusammenrücken, dadurch kleiner werden ( auch billiger übrigens ), der Lichtweg wurde verkürzt und nun klappt das Fotografieren des I-Grammes sehr gut, sogar mit einem f/5.4 Objektiv. Ist dann zwar eng, aber geht.
Der Würfel und das Auslenkprisma sind mit doppelseitigem Klebeband auf ein Aluklötzchen geklebt, möglichst gerade und winkelig zueinander. Mein erstes Modell vom Bath hatte dieses Klötzchen nicht, was sich als nachteilig erwies. Der Klotz ist mit 2xM3 Schrauben befestigt, die Löcher im Klotz habe ich auf 4mm aufgebohrt so dass man den Klotz seitlich etwas schieben und/oder drehen kann. Das ist wichtig zum späteren parallelen Einstellen der beiden Strahlen.
Fangen wir hinten an:
So sieht es von hinten aus. Meine beiden ersten Bath´s hatten hinten keine Blende, das war nicht so gut. Die eigentliche Blende, da sollte man ein Loch zwischen 2 und 3mm Durchmesser wählen, sitzt in einem festgeschraubten Klotz, begrenzt das einfallende Licht und macht den Lichtstrahl rund. Ich habe die Blende seitlich verschiebbar ausgeführt weil man mit dem Verschieben später den vorderen Abstand der beiden Strahlen einstellen wird. Man sollte den Nullpunkt des Verstellweges so setzen dass der Lichtstrahl auf die Teilerfläche des Würfels und dann max. 10mm in die des Auslenkprismas entgegengesetzte Richtung verschiebbar ist. Geklemmt wird die Blende mit einer Klemmschraube. Ich habe die Blende sehr nah an die optischen Bauteile gesetzt was sich als nicht nötig erwiesen hat. Die Blende kann ruhig weiter weg stehen.
Noch was zum Durchmesser der Blende: Bedingt durch die sehr dünnen Lasersrahlen bei Laserbenutzung schlage ich eine 2mm Blende vor, bei Buntlicht und der oben beschriebenen Lampe sind 3mm besser, aber auch nicht mehr. Die Blende sollte auf jeden Fall kleiner sein als der ankommende Lichtstrahl, welches Medium diesen auch immer erzeugt.
Ansicht von vorne:
Dort sitzt wieder ein Klotz welcher die Linse zur Aufweitung des Informationsstrahles hält. Die Linse ist 6mm im Durchmesser, bikonvex und hat in meinem Fall eine Brennweite von 9mm. Wie bereits gesagt kann man an dieser Stelle auch andere Brennweiten bis zu 12mm verwenden, das hängt nun ab von der zu prüfenden Optik. Je kürzer die Brennweite der Linse ist desto größer wird der Informationsstrahl aufgeweitet. Das benötigt man dann, wenn man schnelle Optiken, also f/3 oder f/4 prüfen will, da muss der Informationsstrahl groß sein sonst wird der Prüfling nicht voll ausgeleuchtet. Da ich ab f/5 prüfen möchte werde ich auf eine Linse mit 12mm Brennweite wechseln, der Info-Strahl ist dann kleiner im Durchmesser und heller.
So, ich hatte vor dem Bau den Strahlabstand der beiden Strahlen auf 5mm Mitte/Mitte festgelegt, das heißt die Linse sitzt 2,5mm seitlich der mittigen Würfelreflexionsfläche. Dort habe ich durch den Aluhalter ein 5.4mm Loch gebohrt, dieses dann von hinten mit einem neuen 6mm Bohrer etwas über die Hälfte aufgebohrt. Dann wurde auf der Fräse das eckige Loch gefräst, das Linsenloch etwas touchiert und Platz für den zweiten Strahl geschaffen.
Klar ist dass man vor dem Bau erst mal für die Festlegung einer optischen Achse in der Höhe sorgen muss. Ich habe das so gewählt dass der Lichtstrahl in der Mitte des Würfels eintritt, das sind 7.5mm. Das Halteklöztchen für Würfel und Prisma ist nach dem Fräsen 9mm stark, also habe ich die optische Achse auf 17mm Höhe festgelegt. Das Prisma und die Würfelmittellinie liegen auf einer Ebene von 15mm von der vorderen Kameraseite des Aufbaus, so dass kein Weg verschenkt wird zum Fotografieren. Das ergibt eine Position des vorderen Loch´s für die Linse von 17mm in der Höhe und 12.5mm von der Kameraseite des Bath. Der gesamte Klotz muss auch bei Weißlichtanwendung korrekt positioniert werden, diesen Fehler hatte ich ja gemacht. Bei einer 9mm Brennweiten-Linse muss die Linse ca. 10-11mm vor der Eintrittstelle in den Würfel stehen. Gemeint ist, der Brennpunkt der Linse muss nicht wie bei mir im Glas des Würfels liegen sondern ein paar mm davor. Bitte drauf achten.
Das hintere Blendenloch sitzt rechnerisch bei meiner Anordnung von der Kameraseite aus gemessen 17mm in der Höhe und 18.7mm nach hinten, also auf der anderen Würfelseite als die Linse. Dies kann man dann noch Verschieben zur Feineinstellung.
So, das war´s. Nun noch einige kurze Worte zur Einstellung des Bath:
Lampe und I-Meter gut befestigen, eine wackelige oder provisorische Befestigung führt hier zu keinen Ergebnissen. Lampe an, Strahl ausrichten auf hintere Blende ins Bath rein. Die vordere Linse mit dem Halter ausbauen, die braucht man später. Nun hält man ein Maßband vor das I-Meter nah an den Würfel auf dem sich die beiden Strahlen abbilden. So misst man den Strahlabstand und stellt ihn in unserem Fall auf ca. 4.5-5mm Mitte/Mitte ein indem man die Klemmschraube der hinteren Blende löst und diese verschiebt bis das Maß stimmt. Soweit, sogut. Nun nimmt man das Maßband zur Seite und projiziert die beiden Strahlen in ca. 3-4 m an eine Wand. Sie werden einen größeren Abstand zueinander haben als das vorher vorne gemessene Maß. Nun löst man die Schrauben des Halteklotzes von Würfel und Prisma und dreht diesen Klotz solange bis die Strahlen vorne an der Wand den gleichen Abstand haben wie am Ausgang des Interferometers. Dann zieht man die Schrauben wieder an und fixiert das Ganze. Was an dieser Stelle zu beachten wäre ist die Tatsache, dass sich die beiden Strahlen bei dieser Parallelstellung nicht kreuzen sollen. Das prüft man indem man mit der Hand vom Würfel bis an die Wand die beiden Strahlen verfolgt und sicher stellt, dass keine Kreuzung vorliegt. Liegt sie vor wird sie durch erneutes Verdrehen des Würfels korrigiert. Soweit wäre die Grundeinstellung gemacht.
Nun setzt man den Linsenhalter ein und stellt ihn so ein ( auch hier habe ich die Löcher 1.5mm größer gebohrt als der Durchmesser der Schrauben ) dass der eine Strahl durch die Mitte der Linse fällt ( Vorsicht bei Laserlicht an dieser Stelle, bitte ). Nun hält man ein weißes Blatt Papier in ca. 40cm vor das Bath und schaut sich die beiden Strahlen an. Man sieht nun einen runden großen, recht lichtschwachen Informationsstrahl und einen fein gebündelten hellen Referenzstrahl. Diese beiden stellt man nun so zueinander durch seitliches Verschieben der Linse ein ( die anderen Bauteile bleiben bitte fest, sie sitzen schon richtig ) dass der helle Referenzstrahl nahe der Mitte des runden, großen Info-Strahles liegt. So 100% genau muss das hier nicht sein. Das war´s.
Die Schemen und Erklärungen zum Bath habe ich hier mal weg gelassen, da findet man im Netz und hier im Forum jede Menge Infos drüber. Ich hoffe dass die Erklärung Dir helfen wird ein eigenes Bath zu bauen, Alex.
Sollte jemend Fragen haben bitte nicht scheuen sie zu stellen.
Liebe Grüße
Peter