Mikrorauheit und deren Messung-Teil 2

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  • Hallo Rolf Rudi und Bernard


    Vielen Dank für die Übersetzung und Anerkennung.


    >>Bernard


    <font color="yellow"> Ausgehend von dem, was ich davon verstanden habe, denke ich, dass ein Element der Antwort sich im Beitrag von Rainer vom 02 03 2014 um 1h21 befindet: </font id="yellow">


    Ja Rainer hat dort die Lambda ¼ Schritte gut erklärt. Das könnte das von dir die als Delta (Phi) bzeichnete Funktion sein.
    In diesen Fall aber als Differenz zwischen dem Lichtdämpfenden und dem Transparenten Teil, weil sich
    nur der transparente Teil bewegt.


    <font color="yellow"> "Bei den Bildern 13 und 14 steht "gemeinsam verschoben".
    Dadurch ändert sich der Phasenunterschied zwischen dem direkten und gebeugten Licht nicht . Das Delta ist der Phasenunterschied zu einem Anfangswert . Eventuel gibt es noch einen Offsetwert ." </font id="yellow">


    Hier ist vermutlich die Unklarheit der Bezeichnungen „Delta (Phi)“ und dem "zentralen Wert" von Phi“ zu finden.
    Das Problem wird sein, weil ich Lambda ¼ Schritte gemacht habe und der optimale Kontrast auch eine Lambda ¼ Abhängigkeit hat.
    Diese zwei Begriffe müssen getrennt behandelt werden.
    Bei den Bildern 13 und 14 werden wohl Lambda ¼ Schritte gemacht aber es entsteht keine Phasendiffernz zwischen dem Lichtdämpfenden
    und dem transparenten Teil.
    Bei diesen Test wäre aber zu erwarten das sich im Lichtdämpfenden Teil die Kontrastoptimierende Lambda ¼ abhängige Wirkung zeigt.
    Da hätte immer pro Lambda 1/2 Verschiebung eine Kontrastverstärkung und dann eine Kontrastabschwächung statt finden sollen.
    Da dies nicht geschieht ist dies wohl eine nicht zutreffende Annahme. Wenn der Begriff (Phi)“ hier Zuständig ist dann steht auch er in Frage?
    Damit hier eine klare Auseinanderhaltung entsteht, mache ich auf Wunsch von Horia und Michael noch eine Lambda 1/15 Animation.


    Ja einen Offsetwert gibt es auch noch.
    Das ist der Abstand der gedämpften Lichtbündelkante zur Kante des transparenten Teils. Für die grossen Ripple sind es 0,03 mm und für die
    kleinen Ripple geht es bis zu dem Abstand von 0,20 mm. Dieser Abstand bleibt aber immer gleich und bestimmt nur die Breite der Ripple.
    Das sieht im Fokus dann so aus. Die 0,3 mm ist die Grösse des gesendeten Lichtspalts, der aufgrund der sphärischen Aberration nicht scharf abgebildet ist.


    Bild 26





    Weiteres kann ich erst nach der neuen Animation erklären.


    Viele Grüße
    Alois

  • Liebe Teilnehmer


    Nun kann ich auch das Ergebnis der von Horia Costache und Michael Koch gewünschten Einengung des Streulichts bringen.
    Damit ich die 1 mm Schritte genau treffen kann, musste ich eine dafür geeignete Einrichtung machen. Das hat allerdings auch seine Zeit gebraucht.
    Nach ein paar Versuchen kam diese Einrichtung zustande.
    Die Einengung ließ sich gut mit schwarzen Isolierband machen und für den Vorschub war die 6 mm Schraube mit 1 mm Steigung geeignet.


    Hier das Bild mit vollen und eingeengten Feld. Nr. 27



    Zur Kontrolle das Bild Nr. 28



    Und hier die aufgebaute Schiebeeinrichtung Bild Nr. 29



    Und hier die Gesamtübersicht. Bild Nr. 30



    Bei dieser Arbeit hat mich Horia sehr unterstützt und die Animationen gemacht. Daher vielen Dank auch an ihn.
    Um den Unterschied zu erkennen haben wir mit der gleichen Einrichtung zuerst die Animationen mit dem 1 mm Feld und danach
    auch die Animationen mit dem vollen Feld gemacht.
    Horia hat dabei bestimmte Stellen als interessant gefunden und deshalb auch noch 2 zusätzliche Animationen gemacht. Daher haben wir 3 Messfelder.


    Bild Nr. 31


    Und hier die Animation monochromatisch A für 1 mm Messfeldhöhe. Bild Nr. 32
    1 mm Verschiebung = Lambda 1/14,72 bei 550 nm Wellenlänge



    Und hier die Animation monochromatisch B für 1 mm Messfeldhöhe. Bild Nr. 33
    1 mm Verschiebung = Lambda 1/14,72 bei 550 nm Wellenlänge



    Und hier die Animation monochromatisch C für 1 mm Messfeldhöhe. Bild Nr. 34
    1 mm Verschiebung = Lambda 1/14,72 bei 550 nm Wellenlänge



    Und nun zum Vergleich das Selbe bei voller Öffnung Bild Nr. 35



    Animation A bei voller Öffnung Bild Nr. 36



    Animation B bei voller Öffnung Bild Nr. 37



    Animation C bei voller Öffnung Bild Nr. 38



    Sicher für viele interessant, auch noch das Foukaultbild dazu. Bild Nr. 39



    Allzuviel Komentar möchte ich nicht dazu geben, bis auf das was mir dabei aufgefallen ist.


    Aufgefallen ist mir, dass durch die Einengung kaum ein Verlust entstanden ist und nur die horizontalen Ripple ein wenig an Auflösung verloren haben.
    Die Trennung der Schritte scheint also nicht vom Streulicht abhängig zu sein sondern nur von der Höhe der Lichtspaltabbildung und diese ist inklusive
    sphärische Aberration hier nur 0,4 mm. Man hätte sogar noch kleinere Schritte auch bei voller Öffnung machen können.
    Weil bei dieser kleinen Öffnung alles noch gut funktioniert hat, stellt sich die Frage, warum hat Lyot 48 mm für notwendig gehalten.
    Hier ging es sehr Wahrscheinlich mehr um die Lichtmenge für die Photographie. Man bedenke die Filmempfindlichkeiten von damals
    Das dürfte wohl sehr sehr lange Belichtungszeiten gegeben haben. Weil da hat auch noch der Schwarzschildeffekt zugeschlagen
    und der hat immer stärker um so länger die Belichtungszeiten waren, zugeschlagen. Habe ich selbst noch mitgemacht.
    Mathematisch werden sich schon noch so weit draußen Informationen ergeben die aber sehr sehr schwach sind und nicht unbedingt
    berücksichtigt werden müssen. Bei meiner Messung war außerhalb von 1 mm keine erkennbare Veränderung sichtbar. Siehe das Bild Nr. 26
    Lyot wird aber viel längere Brennweiten gehabt haben und damit ändert sich auch die Streulichtbreite.
    Hoffe das ich wieder ein wenig weiterhelfen konnte. Weitere Erklärungen lasse ich lieber den Physikern und Mathematikern zu.
    Vielleicht kann Horia schon etwas zu seinen für interessant gefundenen Stellen schreiben.


    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Alois, hallo allerseits,


    vielen Dank für die neuen Untersuchungen. Die bringen uns einen Schritt näher zum Verständnis der Bedingungen für ein gutes Lyot-Bild.


    Zu den vorgestellten Bildern habe ich einige Anmerkungen:


    1. Das Phasenkontrastverfahren erlaubt Phasenänderungen einer Wellenfront in Intensitätsänderungen umzuwandeln und somit diese sichtbar zu machen. Der Bezug Phasenänderung &lt;-&gt; Intensität soll linear sein, nach der Formel:



    Erhobene Bereiche der Wellenfront (Berge) werden heller, abgesunkene Bereiche (Täler) werden dunkler dargestellt. Die Seitenwenden werden als Verlauf hell-dunkel und dunkel-hell dargestellt. Graphisch:



    In Gegensatz dazu werden in eine Foucault-Aufnahme alle flache Bereichen (sowohl Berge als auch Teller) gleich hell (mittelgrau), während Wände - in Abhängigkeit von der Steigungsrichtung (ab oder auf) - hell oder dunkel dargestellt werden. Das Foucaultbild reagiert ja auf Steigung. Simuliert, wobei hier die Schneide von links kommt:



    Lange Rede kurze Sinn:


    Ich bin der Meinung, dass die Lyot Aufnahmen hier eine Mischung aus Lyot (insbesondere für die kürzeren Ortswellenlängen) und Foucault (insbesondere für die größeren Ortswellenlängen) sind. Der Foucault-Anteil ist durch die Anordnung, genauso wie der Lyot-Anteil, Kontrast verstärkt.


    Hier nebeneinander ein Lyot und der dazu passende Ausschnitt aus dem Foucault Bild. Ich habe beide in Grau umgewandelt und das Foucault-Bild in Kontrast verstärkt:



    2. Ich habe die einzelne Lyotbilder aus der Animation "Bild32", mit 1mm hohes Messfenster, und die aus der Animation "Bild36" mit 8,7mm hohes Messfenster mit der Formel:



    bearbeitet, um den RMS-Wert der Wellenfrontfehler in Abhängigkeit von der Keilstellung zu ermitteln. Das Ergebnis:



    Auf der Y-Achse ist der Wellenfrontfehler in nm RMS; auf der X-Achse ist die Phasenkeil-Position, in Schritte, zu lesen. Ein Schritt = Lambda/15. Der Verlauf zeigt eine eindeutige Abhängigkeit des Kontrastes von dem Phasenunterschied zwischen Dunkelkeil und Phasenkeil. Interessanterweise ändert sich diese Abhängigkeit mit der Fensterhöhe praktisch nicht.


    Anderseits, fällt der Kontrast nie bis 0 (noch nicht mal annähernd). Das zeigt, dass die Anordnung keine reinen Phasenkontrast-Bilder produziert. Sie erfüllt nicht die Bedingungen die als Basis für die Festlegung der Lyot-Formel standen. Zu klären wäre, warum das so ist.


    Viele Grüße,
    Horia

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Erhobene Bereiche der Wellenfront (Berge) werden heller, abgesunkene Bereiche (Täler) werden dunkler dargestellt. Die Seitenwenden werden als Verlauf hell-dunkel und dunkel-hell dargestellt. Graphisch:
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">In Gegensatz dazu werden in eine Foucault-Aufnahme alle flache Bereichen (sowohl Berge als auch Teller) gleich hell (mittelgrau), während Wände - in Abhängigkeit von der Steigungsrichtung (ab oder auf) - hell oder dunkel dargestellt werden. Das Foucaultbild reagiert ja auf Steigung. Simuliert, wobei hier die Schneide von links kommt: <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Horia, ich würde gerne Deinen Beitrag korrekt übersetzen und stoße hier auf zwei Probleme:
    Im ersten Teil mit den "Seitenwenden" und im zweiten Teil mit "Wände".
    Ich nehme an, dass es sich in beiden Fällen um die diagonal verlaufenden abfallenden Linien handelt. Sind es nun Wenden (im Sinne von Wendungen von oben nach unten oder unten nach oben) oder Wände im Sinne von Wand?


    Gruß Rolf

  • Hallo Alois hallo Horia


    Vom Aufbau entspricht der Lyot-test fast dem Foucaultest .
    Beim Foucaultest bewirkt schon das Abschneiden einer unterschiedlichen Menge von Licht 0.Ordnung die Intensitätsänderungen .
    Um zu sehen ob dies auch den Lyot-test beeinflußen kann , habe ich ein Beispiel gerechnet :
    Ein sphärischer Spiegel habe als Fehler parallele Rillen in Dreieckform , also mit geraden Flanken bei konstanter Steigung .
    Wellenlänge lambda = 550nm = 0,55µm
    Periodenlänge = g = 5,5mm = 5500µm
    Fehlerhöhe Xpv = lambda/20 = 0,0275µm
    Krümmungsradius = R = 2400mm
    Öffnungsverhältnis ROC = 10
    Radius Beugungsscheibe p = 6,7µm


    Die Steigung der Flanken : +-tan(A) =X/(g/2)


    transversale Ablenkung +-u = R * 2 * tan(A) = 0,048mm


    notwendiger Kantenabstand u+p = 55µm = 0,055mm
    notwendige Streifenbreite 2*(u+p) = 0,110mm


    Wenn man diese Werte einhält , geht alles Licht 0.Ordnung durch die Dichteschicht und wird damit anders wie bei Foucault gleichmäßig abgeschwächt .
    So läßt der "Foucaulteffekt" beim Lyot-test nicht erklären .
    Bleibt noch die Phase der 0.Ordnung .
    In der Herleitung der Lyotformel (Übersetzung von Rolf) steht :
    "Wir können die deformierte Welle als das Ergebnis der beiden folgenden Wellen betrachten :
    1.) Eine sphärische Welle , die ihre mittlere Fläche darstellt und die die gleiche Amplitude A in allen Punkten hat .
    2.) Eine sphärische Welle in 90° zu der Ersten ,deren Amplitude A' viel schwächer ist und von einen Punkt zum anderen variiert , proportional zum Abstand zwischen der deformierten Welle und der mittleren Fläche" .


    Eine ungestörte Welle 1.) gibt es in meinem Beispiel aber auch nicht annähernd . Nehmen wir an , daß die Höhenfehler der Rillen Phasenfehler (ausschließlich) der 0. Ordnung erzeugen , so ergibt sich :
    Lambda/20 = 18° , sin(18°) = 0,31 und da die Tangente in beide Richtungen kippt +-0,31
    Bei einem Fehler von Xpv = 2nm ergibt sich +- 1,3° und ein Sinuswert von +- 0,02 . Diese Rillen wird man im Foucaultbild wohl nicht mehr sehen können .
    Dies würde bedeuten , das die Lyotformel nur dann korrekte Werte liefert , wenn der Spiegel im Foucaultest glatt ist .


    Soweit ist alles nur Speculation . Eine Herleitung , Korrekturechnung oder Experiment kann ich leider nicht liefern .


    Gruß Rainer

  • Hallo Horia und Rainer und Teilnehmer


    <font color="yellow">Dies würde bedeuten , das die Lyotformel nur dann korrekte Werte liefert , wenn der Spiegel im Foucaultest glatt ist . </font id="yellow">


    Ja so denke ich auch und ich werde schauen ob ich für diese Untersuchung eine passende sphärische Spiegelfläche finde.
    Sphärisch deshalb, damit wir klarere Verhältnisse haben und mit weniger Parametern auskommen. Wie aus den folgenden Bildern zu erkennen ist.
    In einen Telefonat berichtete mir Sebastian Debruyne von runden Scheiben mit verlaufender Dicht von 0 bis 2 die im Handel erhältlich sind.
    Das fand ich sehr interessant und er hat auf meinen Wunsch hin, mich mit 2 Stück unterstützt.
    Diese Scheiben haben am Rand der Dämpfungsschicht eine scharfe Kante und daneben noch 2.5 mm transparenten Freiraum.
    Da aus neuen Erfahrungen das wichtige Streulicht kaum breiter als 1 mm ist, konnte ich diesen mehr als genügend großen Freiraum
    für die nahfolgenden Beispiele gut nützen.
    Bild Nr. 40


    Diese 2 Scheiben habe ich mit einen Nutring versehen und gegenseitig mit der Schichtseite bis auf 0,02 mm Luftabstand zusammen gelegt.
    Der Antrieb geht über einen regelrecht und einen gekreuzt laufend Zwirnfaden.


    Bild Nr. 41



    Und nun die Ergebnisse der verschiedenen Dichten. Ich habe diese Bilder noch mit diesen groben Spiegel gemacht damit man sie
    noch mit den bisherigen Bildern besser vergleichen kann.


    Dichte 1,9 Bild 42




    Dichte 2,4 Bild 43



    Dichte 2,9 Bild 44



    Dichte 3,4 Bild 45



    Dichte 3,9 Bild 46



    An dieser Stelle muss ich mich selber gegenüber einer früheren Aussage korrigieren.


    <font color="yellow">Habe am: 20.12.2013 : 14:26:24 Uhr an David Vernet geschrieben Seite 7
    Das sich die Höhenfehler im Kontrast zeigen stimmt schon aber das gelingt auch bei Dichte 2 genauso. Bei Dichte 3 mus man halt länger belichten und wenn richtig belichtet wird kommt der selbe Kontrast zustande.</font id="yellow">


    Das stimmt also nicht mehr so ganz.
    Das war mehr der visuelle Eindruck und da waren in der Dunkelhit die Augen nicht mehr in der Lage den vollen Kontrastumfang zu erkennen. Den Fotographischen Beweis habe ich damals nicht so gut machen können wie mit der neuen Kamera von heute.


    Bei den jetzigen Übungen ist mir aufgefallen das bei größeren Lateralabständen nicht nur die Ripple kleiner werden
    sondern dass dabei auch der Kontrast schwächer wird. Als möglichen Grund finde ich die durch den Dämpfungsteil mehr
    abgedeckte Streulichtmenge an den die Dichte wiederum neu angepasst werden soll.
    Es ist nicht nur der mittlere Spaltabstand die Bedingung, sondern auch die Abstände der nähest und weitest entfernten Lichtstrahlen.
    Deshalb habe ich auch deren Abstände gekennzeichnet.


    Dazu die Beispiele.
    Mittlerer Spaltabstand 0,06 mm Dichte 2,4 Bild 47



    Kontrast Ergebnis Bild 48



    Mittlerer Spaltabstand 0,08 mm Dichte 2,4 Bild 49



    Kontrast Ergebnis Bild 50


    Mittlerer Spaltabstand 0,11 mm Dichte 2,4 Bild 51



    Kontrast Ergebnis Bild 52


    Mittlerer Spaltabstand 0,18 mm Dichte 2,4 Bild 53



    Kontrast Ergebnis Bild 54


    Mittlerer Spaltabstand 0,26 mm Dichte 2,4 Bild 55



    Kontrast Ergebnis Bild 56


    Mittlerer Spaltabstand 0,34 mm Dichte 2,4 Bild 57



    Kontrast Ergebnis Bild 58


    Und hier das selbe bei Dichte 2,9
    Mittlerer Spaltabstand 0,34 mm Dichte 2,9 Bild 59


    Und hier bei Dichte 3,15
    Mittlerer Spaltabstand 0,34 mm Dichte 3,15 Bild 60



    Ich habe bei den letzten 2 Bildern die Dichte noch nicht ganz genau getroffen das bräuchte noch viel mehr Zeit zum
    Probeaufnahmen machen. Weil man sieht es erst dann genau, wenn die Bilder nebeneinander zu sehen sind.
    Daher ist der Kontrast beim Bild 59 mit Dichte 2,9 ein wenig schwächer und beim Bild 60 mit Dichte 3,15 ein wenig stärker
    als im Bild 48 mit Dichte 2,4.


    Das erklärt auch warum David Vernet bei Streifenbreite 0,5 mm mehr Dichte braucht als ich bei Streifenbreite 0,3 mm.
    Und das zeigt auf, dass Dichte und Abstand in einen Zusammenhang stehen.


    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Alois !


    Mit den gegeneinander gedrehten Dichtescheiben hast Du die variable Einstellung der Dichte perfekt gelöst . Die Summe der Dichten beider Scheiben ist über das ganze Fenster gleich .
    Auf dem Bild des Versuchsaufbaus ist nicht zu sehen ob bzw. was Du zur (zusätzlichen) Einstellung der Phase machst .
    Wenn der Phasenunterschied nur durch die Dichteschichten der Scheiben
    hervorgerufen wird , kann er bei unterschiedlicher Dichte nicht konstant sein . Dies erschwert dann die Interpretation der Bilder .
    Deine Bilder zeigen allerdings geradezu lehrbuchmäßig wie sich der Kontrast und die Strukturen mit der Dichte und dem Kantenabstand verändern . Einzige Unstimmigkeit ist für mich der Unterschied von Bild 59 zu Bild 60 . Da bei Bild 60 einige Strukturen kaum sichtbar sind scheint mir dieses Bild nicht so optimal zu sein .
    Die Streifenbreite von 0,5mm bei David Vernet entspricht einem Kantenabstand von 0,25mm . Da seit Ihr nicht weit auseinander . Ein indirekter Zusammenhang zwischen der zweckmäßigen Dichte und dem Kantenabstand ist dadurch gegeben ,das die kleinen lateralen Fehler meistens (wahrscheinlich) nur kleinere Höhenfehler haben .Um Diese sichtbar zu machen braucht es dann eine höhere Dichte (Meßverstärkung)und einen hohen Kantenabstand zum Abschneiden der "gröberen Fehler" .
    Viele Grüße Rainer

  • Hallo Miteinander,


    da es nun in Richtung Quantifizierung der Rauheit geht kann ich auch etwas beitragen.

    Als Erstes hat mich interessiert wie denn die Unterschiede der X(rms) zwischen Kanten- und Streifenfilter aussehen wenn man die Formel von Horia anwendet. Dazu hab ich mir ein chemisch mit Silber belegtes Steifen- Kantenfilter mit 0,4 mm Streifenbreite gestrickt. Die Dichte kann man ja gut fotografisch bestimmen, hier N=33 entsprechend ND 1,5. Die Phasenverschiebung hab ich nicht gemessen. Deshalb kann man nur relative X(rms) angeben.


    <b>Bild 1</b>


    Ausgewertet wurde jeweils der gelb markierte Bereich. Man sieht ähnlich wie bei Bild 52,54,56 und 58 von Alois dass die gröberen Strukturen mit wachsendem Abstand des Spaltbildes von der Kante verschwinden. Demensprechend werden die X(rms) erheblich geringer. Man sieht auch sehr deutlich dass die langen, scheinbar flachen Wellen in Teilbild A links von den Rillen bereits bei Wechsel auf Kantenabstand 0,1 mm völlig unterdrückt werden. (Der Versuch zur Messung der Rillentiefe mittels ASAI ist beabsichtigt).


    <b>Bild 2</b>


    Hier wurde derselbe Prüfling mit dem Streifenfilter analysiert. Die Teilbilder A, B und C ähneln offensichtlich sehr den beiden Teilbildern A und B in Bild 1.


    In Bild 2 sind bei allen 4 Teilbildern die X(rms) praktisch gleich. Daraus kann man schließen dass die Position des Spaltbildes auf dem Streifen relativ unkritisch ist. Das gilt selbstverständlich nur für relativ schmale Streifen sofern das Spaltbild nicht genau auf der Streifenkante liegt und vorsichthalber nur für Prüflinge ohne merkliche sphärische Aberration im RoC- Setup. Sehr wahrscheinlich würde es bei Parabolspiegeln im AC-Setup sowie mit passender Kompensationslinse in RoC ähnlich aussehen.

    Gruß Kurt

  • Hallo Kurt , hallo allerseits


    Da hast Du wieder super Bilder gemacht . Der Einfluß des Kantgenabstands in Bild 1 ist so gut demonstriert , das könnte man in einem Physikbuch bringen .
    Noch interessanter finde ich Bild 2 .
    Der gelb markierte ausgewertete Bereich ist bei Bild 2:A,B,C,D ähnlich .Der Bereich am Rand mit den langen Wellen wird dagegen unterschiedlich dargestellt . Bereiche die in Bild A dunkel sind , werden in Bild D hell dargestellt . Um Phaseninversion kann es sich nicht handeln , denn außer dem Kantenabstand wird nichts variert .
    Vermutlich handelt es sich um einen Foucaulteffekt .
    Beim Streifenfilter gibt es zwei Kantenabstände , den linken und den rechten Kantenabstand . Für die langen Wellen wirksam ist der kurze Abstand .Wenn er bei Bild A auf der linken Seite liegt , liegt er bei Bild D auf der rechten Seite .
    Für den Lyottest sollte es egal sein ob das ungedämpfte Licht links oder rechts vom Dichtestreifen vorbei geht . Anders beim Foucaultest wo es es für die hell/dunkel Darstellung darauf ankommt von welcher Seite die Schneide kommt .
    Die links/rechts Kantenabstände in Bild zwei sind :
    A : o,o8 / 0,27
    B : 0,16 / 0,19
    C : 0,24 / 0,11
    D : 0,32 / 0,03
    Das würde zu der Speculation "Foucaulteffekt" passen .


    Gruß Rainer

  • Hallo Rainer, liebe Mitleser,


    vielen Dank für deine Interpretation. Ich muss aber vorläufig noch zur Vorsicht raten. Die Qualität meines Silberfilters bezüglich Phasenverschiebung ist nämlich herstellungstechnisch bedingt nicht so genau spezifizierbar.


    <b>Bild 3</b>


    Die Silberschicht allein bringt nur eine verschwindend kleine Phasenverschiebung. Deshalb hab ich durch Politur mit einem besonders harten Tool (20 Striche mit einem angeschäfteten Zahnstocher) etwas nachgeholfen. Das geht naturgemäß nicht so exaktgenau wie mittels Vacuumbedampfung einer zusätzlichen trasparenten Schicht. Die Bilder zeigen aber zumindest näherungsweise wo es lang geht. Nach meiner Schätzung bekommt man beim Kanten- und Streifenfilter die gleichen Bilder und X(rms) Resultate wenn


    a) Filterdichte und Phasenverschiebung gleich und
    b) der Abstand des Spaltbildes auf dem Kantenfilter 1/2 Streifenbreite beträgt.


    Zur Abklärung könnte man mit dem von Alois bei seinen früheren Versuchen genutzten gestuften Streifenfilter ähnliche Versuche zur Quantifizierung Kanten &lt;=&gt; Streifenfilter wiederholen.


    Zum Schluss noch ein Beispiel mit einem ganz anderen Prüfling, allerdings nur mit obigem Streifenfilter. Das ist der de ich schon bei meinen Versuchen zum ASAI durch Einsatz eines Minitools lokal misshandelt hatte.


    <b>Bild 4</b>


    Man sieht hier andeutungsweise „lange Wellen“ wenn das Spaltbild auf dem Streifen nahe dem Streifenrand liegt.


    Gruß Kurt


    PS.: hab doch noch einer Bildserie mit obigem Prüfling und Kantenfilter gefunden. Leider sind mir die Original- RAW verloren gegangen, so dass ich hier keine X(rms)- Auswertung mehr machen kann.


    <b>Bild 5</b>

  • Hallo Rainer.


    <font color="yellow">Auf dem Bild des Versuchsaufbaus ist nicht zu sehen ob bzw. was Du zur (zusätzlichen) Einstellung der Phase machst .
    Wenn der Phasenunterschied nur durch die Dichteschichten der Scheiben
    hervorgerufen wird , kann er bei unterschiedlicher Dichte nicht konstant sein . Dies erschwert dann die Interpretation der Bilder .
    </font id="yellow">


    Ich bekomme immer mehr den Eindruck das die Lambda ¼ Phase als Kontrastbedingung nicht zutrifft.
    Weil dann hätte bei den Animationen, bei den 4 Lambda verschoben wurde auch viermal eine Kontrastverstärkung und Abschwächung vorkommen müssen.


    <font color="yellow">Einzige Unstimmigkeit ist für mich der Unterschied von Bild 59 zu Bild 60 . Da bei Bild 60 einige Strukturen kaum sichtbar sind scheint mir dieses Bild nicht so optimal zu sein . </font id="yellow">


    Ja da hast du recht. Bei Bild 60 habe ich nicht ganz genau den selben Abstand erwischt. Dazu müsste ich mir die Messeinrichtung lateral noch
    besser einrichten und dazu fehlte mir einfach die nötige Zeit. Daher dient es nur merheitlich nur den Kontrastunterschied zu zeigen.


    <font color="yellow">Eine ungestörte Welle 1.) gibt es in meinem Beispiel aber auch nicht annähernd . Nehmen wir an , daß die Höhenfehler der Rillen Phasenfehler (ausschließlich) der 0. Ordnung erzeugen , so ergibt sich :
    Lambda/20 = 18° , sin(18°) = 0,31 und da die Tangente in beide Richtungen kippt +-0,31
    Bei einem Fehler von Xpv = 2nm ergibt sich +- 1,3° und ein Sinuswert von +- 0,02 . Diese Rillen wird man im Foucaultbild wohl nicht mehr sehen können .
    Dies würde bedeuten , das die Lyotformel nur dann korrekte Werte liefert , wenn der Spiegel im Foucaultest glatt ist .</font id="yellow">


    Da bin ich gerade dabei einen geeigneten Spiegel zu finden.
    Einen kleinen habe ich bereits und da musste ich feststellen das der Radius auch eine sehr große Rolle Spielt.
    Diese Messangelegenheit scheint auch noch sehr Winkelabhängig zu sein. Daher wird es in der Formel, nebst der Dichte
    auch noch die Angaben für den Radius und den lateralen Abstand, beziehungsweise die Streifenbreite brauchen.


    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Kurt


    Da hast du dir viel Arbeit angetan und gute Bilder gemacht.
    Jedoch sind die Rillen so tief dass dabei wieder die Schattenprobe zum Vorschein kommt was Rainer zu zweierlei Überlegungen gebracht hat.
    Aber eine Messung mit deinen “ Amateur-Sub-Apertur-Interferometer“ einmal auf den Streifen und einmal auf der unbearbeiteten
    Fläche daneben könnte hier viel Aufschluss bringen.
    Auf dein „Amateur-Sub-Apertur-Interferometer“ lege ich großen Wert weil es viel weniger Arteffakte hat
    als wie die Messungen mit Bath oder Michelson Interferomter. Das kommt bei so kleinen Abweichungen sehr stark zu Tragen.


    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Kurt , hallo Mitleser


    Bei meiner "Speculation" war ich davon ausgegangen , das der Bereich links und rechts vom Dichtestreifen identisch ist . Deine Mahnung zur Vorsicht ist also angebracht .
    Die Phasenverschiebung ins Glas zu polieren , ob nun wie Alois in Keilform oder wie Du mit Rillen ist eine anspruchsvolle Methode für Experten . Das Ergebnis kann sich jedenfalls sehr gut sehen lassen .


    Zitat von Dir "Nach meiner Schätzung bekommt man beim Kanten und Steifenfilter die gleichen Bilder und X(rms) Resultate wenn
    a) Filterdichte und Phasenverschiebung gleich und
    b) der Abstand des Spaltbildes auf dem Kantenfilter 1/2 Streifenbreite beträgt " .
    Das würde ich auch so erwarten .


    Viele Grüße Rainer

  • Hallo Alois


    "Ich bekomme immer mehr den Eindruck das die Lambda 1/4 Phase als Kontrastbedingung nicht zutrifft ."
    Da hast Du sicher Recht . Lambda 1/4 Phasenunterschied zwischen 0. und 1. Ordnung ist nur eine Bedingung damit die einfache Lyotformel quantitativ gilt . Die zweite Bedingung ist das die Höhenfehler sehr klein sind . Trifft eine dieser Bedingungen nicht zu , wird die Berechnung etwas aufwendiger . Das wird uns bei der kalibrierung des Verfahrens wahrscheinlich noch beschäftigen .
    Deshalb bin ich auch schon auf deinen glatten sphärischen Spiegel gespannt .


    Viele Grüße Rainer

  • Hallo, Rainer, hallo Alois, liebe Mitleser,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: rainer-l</i>
    <br />Hallo Alois


    "Ich bekomme immer mehr den Eindruck das die Lambda 1/4 Phase als Kontrastbedingung nicht zutrifft ."
    Da hast Du sicher Recht . Lambda 1/4 Phasenunterschied zwischen 0. und 1. Ordnung ist nur eine Bedingung damit die einfache Lyotformel quantitativ gilt . Die zweite Bedingung ist das die Höhenfehler sehr klein sind . Trifft eine dieser Bedingungen nicht zu , wird die Berechnung etwas aufwendiger . Das wird uns bei der kalibrierung des Verfahrens wahrscheinlich noch beschäftigen.
    Deshalb bin ich auch schon auf deinen glatten sphärischen Spiegel gespannt .


    Viele Grüße Rainer
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    das sehe ich genauso. Meine Bilder 1,3 und 5 zeigen keine kleinen Höhenfehler, denn man kann sie mühelos auch mit Foucault darstellen. Selbstverständlich wäre die reproduzierbare Quantifizierbarkeit derartiger Fehler ohne den Aufwand hoch auflösender Interferometer ein praktischer Gewinn. Da schätze ich die Chancen für die Lyot-Messung höher ein als für die Foucaultmessung. Anderseits, wenn nach sorgfältiger Pechpolitur ein hoch aufgelöstes Foucault- Bild keine Unregelmäßigkeiten mehr zeigt dann sich auch die Lyot- Messung sparen. Hier noch mal ein Beispiel für ein hoch aufgelöstes Foucault-Bild zu dem Prüfling gemäß meinem Lyot- Bild 4


    <b>Bild 6</b>

    Hier brauch ich nur zu wissen dass man mit einen harten Minitool keine hinreichend glatte Flächen produzieren kann und brauch auch keine Lyot- Messungen- oder Tests mehr.


    Um Missverständnissen vorzubeugen, mit diesem Beitrag möchte ich keinesfalls den Wert der hervorragend dokumentierten Arbeit von Alois schmälern. Ich bin sehr gespannt darauf was er noch an experimentellen Details zum Thema Phasenkontrast bringen wird.


    Gruß Kurt


    Edit: Tippfehler

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