Bath-Varianten / Justage

    Hallo,


    ich nehme nun den x-ten Anlauf ein Bath zusammenzustricken.


    Nach lektüre diverser Beiträge zum Thema bleiben immer noch Fragen.


    Zur konkreten Dimensionierung habe ich die beiden Bath-Varianten als parametrische Skizzen abgebildet. Die Bilder zeigen die Situation bei einer F/4 Sphäre mit einer Aufweitungslinse mit 10mm Brennweite und einem Strahlteiler mit Brechungsindex 1,52.



    Der 90° Aufbau mit 2 Grad verdrehtem Strahlteiler, um die Reflexe (rot - genauer: die beiden matschig-bräunlichen Linien rechts des von der gelben und magenta.farbigen Linie aufgespannten Nutz-Lichtkegels) neben die Nutzanteile zu "drücken". (Bei der exakten 90° Anordnung liegt der linke Reflex-Strahl noch im Strahlenkegel des Interferogramms.


    Zum Vergleich das Ganze in der klassischen Anordnung (Anm.: Der "Spiegel" ist nur 20mm klein. Daher die sichtbare Abweichung des Strahlenkegels von der vertikalen am Lichtaustritt. Andere Effekte auf den Strahlenverlauf gibt es augenscheinlich nicht.)


    Und auch hier noch einmal mit leichter Strahlteilerdrehung um 0,5°


    Leicht zu sehen ist, dass es bei der 90° Variante selbst mit größerem Strahlteiler erheblich einfacher sein wird den Strahlkegel ohne Hilfsfernrohr durch das Kamera-Objektiv zu bekommen.


    Daher habe ich mich entschieden, die 90° Variante auszuführen. Dabei will ich, wie abgebildet, einen 20mm Teilerwürfel verwenden, damit der Strahlkegel am Austritt aus dem Teiler wieder etwas Ausdehnung hat.


    Was mich bei den Modellen überrascht ist, dass eine Verkippung bzw. Verdrehung des Strahlteilers um die Hochachse bei der 45° Variante dazu führt, dass sich die geteilten Strahlen nicht wieder überlagern lassen.
    Dieser Effekt tritt bei der 90° Variante nicht auf. (Ich glaube, keinen Fehler bei der Modellierung des Strahlengangs eingebaut zu haben).


    Als Effekt würde ich vermuten, dass das Interferogramm in Folge der Verkippung qualitativ schlechter wird.


    Lässt sich so etwas aus praktischen Erfahrungen bestätigen?


    Wenn ja, wäre die propagierte Drehung zur Beseitigung der Reflexbilder im Interferogramm zumindest nicht unproblematisch.


    Offen bleibt bei dem Modell, was bei Kippung um die Y-Achse passiert, da es nur eine 2D-Skizze ist.


    Bei der Abstimmung bleibt auch noch offen, was günstiger ist:
    Ein Laser mit größerem Strahlquerschnitt mit einer Aufweitungslinse längerer Brennweite oder ensprechend kleinerer Strahlquerschnitt mit Linse kürzerer Brennweite.


    Habt ihr eventuell diesbezüglich experimentiert und entsprechende Erfahrungswerte gewinnen können?


    Viele Grüße
    Harold

    Hallo Harold,
    ich bin derzeit auch am Experimentieren mit dem Bath und ebenfalls erst am Anfang. Daher sind meine Ansichten/Meinungen mit Vorsicht zu genießen.
    Zum Aufbau: Die 45° Variante hat mich abgeschreckt wegen dem ungünstigen fotografischen Einblick. Bei der 90° Variante kann man den Abstand der beiden Strahlen wesentlich einfacher durch seitlichen Versatz des Lasers beeinflussen. Deine Skizze mit dem verkippten Würfel bestätigt mir, dass die 90° die einfachere Variante ist.


    Ich weiß nicht ob ich Deine Skizzen 100% verstanden habe, aber die Verkippung des Würfels führt auch zwangsweise zu einer Nachjustierung von Umlenkspiegel, Linse und eventuell Laser.
    Bei meinen Experimenten gestern war eine Verdrehung des Würfels nicht nötig. Ich kann hier also nicht wirklich weiterhelfen, aber meiner Meinung nach sollte bei ausreichender Justagemöglichkeit der anderen Bauteile eine Verkippung des Würfels keine Probleme darstellen.


    Was die Frage mit der Linse angeht würde ich von einem 2 mm Laserstrahl ausgehen und die Linse nach Deinen Prüflingen dimensionieren:
    FL Linse / Strahdurchmesser Laser = F Prüfling
    also bei F4, 8mm Linsen FL.
    Ich habe hier im Archiv irgendwo gelesen, dass ein Abblenden des Lasers auf 2mm sehr hilfreich für den Kontrast der Interferogramme ist. Ich bin hier mit meinem 10mm Linsen FL etwas übers Ziel hinausgeschossen. Daher werde ich meinen Laser auf 2,3 mm abblenden, wobei der Laserstrahl nicht viel dicker zu sein scheint.


    Meine Erfahrung nach dem "First Light" mit dem Bath an einer 6" F8 Referenzsphäre: Das A und O ist die Justagemöglichkeit der Bauteile. Dann bekommt man relaltiv schnell Interferogramme hin. Anbei ein Beispiel von letzter Nacht. Eine detaillierte Beschreibung folgt noch.

    CS, Matze


    Edit: Tipp- und Rechtschreibfehler, Satzbau

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Mr_beteigeuze</i>
    Bei der 90° Variante kann man den Abstand der beiden Strahlen wesentlich einfacher durch seitlichen Versatz des Lasers beeinflussen.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das müsste aber bei der anderen Variante auch funktionieren. Nur dass es da ein gegenläufiges Verhalten gibt, d.h. wenn der Strahl beim Eintritt dichter an der Symmetrieachse dran ist, dann ist er beim Austritt weiter von der Achse entfernt, und umgekehrt.


    Gruß
    Michael

    Hallo Michael


    bei der 2. Variante lässt sich sicher auch der Strahlabstand einstellen, willst du ihn enger musst du mehr an die Würfelkante, die schön rund polierte welche bei schrägem Strahleinfall besonders schöne Fehler einbringt?


    Gruß Frank

    Hallo Harold,

    Die Teilerwürfel sind üblicherweise für 90° Ablenkung ausgelegt. Bei der untypischen Nutzung unter 45° passiert es, dass einige Fabrikate mit roten Licht noch sehr gut bis gut, mit grün aber nur noch schlecht funktionieren. In diesen Fällen hilft ein Polfilter und Drehung des Lasers um die opt. Achse.


    Gruß Kurt

    Hallo Michael,
    Du hast natürlich recht. Theoretisch ist es bei der 45° Variante auch möglich. Ich hatte mich da unglücklich ausgedrückt. Das geht schon, aber man kommt hier leicht dem Umlenkspiegel in die Quere und Frank hat ja auch nicht ganz unrecht mit der Würfelkante.
    Aus praktischer Sicht finde ich es bei der 90° Variante einfacher, muss hier aber dazu erwähnen, dass ich keine praktische Erfahrung mit der 45° Variante habe.
    Grüße, Matze

    Hallo Matze,


    vielen Dank für Deine ausführliche Antwort.


    Habe ich richtig verfolgt, dass Du für Deinen Aufbau Teile von suplusshed verwendet hast? (Wie lief da die Bestellabwicklung?)
    Rein dem Augenschein nach sieht Dein Beispielinterferogramm schon mal deutlich besser aus, als meine PDI-Bildchen vom letzten Spiegel. OpenFringe hat bei einem schnellen Test auch nicht all zu viele unwarped-errors ausgeworfen.
    Stellt sich die Frage, ob es lohnt, in die doch sehr erheblich teureren Teile von QI, Edmund oder Thorlabs zu investieren.


    Was hast Du für ein Lasermodul verwendet? Die Preisspanne ist hier ja ebenso immens wie bei den Optik-Bauteilen. Ist dein Testspiegel belegt und wie lange musst Du belichten?


    Im Blick hatte ich bislang rote 1mW Lasermodule von Picotronic:
    DA635-1-5-F(12x60) mit etwa 4mm Strahlquerschnitt und einer geringen Strahldivergenz von ca. 0,2 mrad (0,2mm/m; entsprechend einer Strahlaufweitung von ca 1,6mm auf der Messtrecke von knapp 8m). Das ist mit etwa 80€ inkl. Märchensteuer aber nicht gerade ein Schnäppchen.
    Mit ca 60€ etwas günstiger(momentan aber wohl nicht verfügbar): DB635-1-3-FA(14x45)-F10000. Das einzige Modul das ich gesehen habe, bei dem Strahldurchmesser und Punktgröße für 10m Abstand mit ca.5mm praktisch gleich angegeben sind.
    In der letzten Zeit scheinen ja meist grüne 532nm-Laser zum Einsatz zu kommen. Hier schrecken mich aber die nochmals erheblich höheren Preise. Ein Modul von Thorlabs mit passendem Strahldurchmesser von 3,5mm und 0,9mW liegt schon bei 130€ [V]


    Der Strahldurchmesser gäbe es her,auf etwa 2..2,5 mm abzublenden. Reicht die Helligkeit dann noch aus?


    Zu den Überlegungen zum Strahlabstand:
    Die realisierbaren Abstande unterscheiden sich nicht so sehr. In der 90° Variante sind 8mm leidlich gut machbar. Viel enger geht es nicht, wenn man nicht den letzten mm von Strahlteiler und Auslenkspiegel - und damit deren Randfehler - einbeziehen will.
    Die 45° Variante geht praktikabel bis auf etwa 6mm herunter.
    Darüber habe ich mir aber nicht so dem Kopf gemacht, da der Bath-Astigmatismus bei dem anstehenden 17" mit 8mm Strahlabstand nur bei etwa 1/40 Lambda liegt und sich bei der Auswertung der I-Gramme wegrechnen bzw. -mitteln lässt.


    (==&gt;)Kurt:
    Danke für Deinen Hinweis zur Problematik der kürzeren Laser-Wellenlängen bei der 45° Anordnung. Ein weiterer Grund für den 90°-Aufbau.


    Viele Grüße
    Harold

    Hallo Harold,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Habe ich richtig verfolgt, dass Du für Deinen Aufbau Teile von suplusshed verwendet hast? (Wie lief da die Bestellabwicklung?)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Das lief soweit ganz gut. Man muss halt etwas Geduld mitbringen. Der Versand hat um die 3 Wochen gedauert. Vom Zoll durfte ich die Teile ebenfalls abholen[}:)]
    Also uebers PDI kann ich mich ueberhaupt nicht beschweren. Damit konnte ich vergleichbare Interferogramme schiessen. Umstieg aufs Bath mache ich derzeit nur, weil ich eine hoehere Aufloesung/mehr Streifen moechte und auch am unbelegten Planspiegel messen moechte. Das ging mit dem PDI nicht.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Was hast Du für ein Lasermodul verwendet<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Ich habe mir da einen vom Conrad bestellt. (Best.-Nr.: 506108 - 62)
    Die Referenzsphaere ist belegt und die Interferogramme verdammt hell. Nur mit 1/4000s Belichtungszeit und ISO100 konnte ich keine ueberbelichteten Interferogramme knipsen. Ich werde hier wohl den Laser dimmen. Ist ja auch fuer die Augen nicht ganz ungefaehrlich.
    Also wegen der Helligkeit wuerde ich mir da keine Gedanken machen.


    Ich werde ueber mein Bath und auch ueber die Bauteile berichten. Es braucht aber noch eine belastbare Vergleichsmessung. Bis jetzt sieht es so aus als wuerde es funktionieren, aber solange ich mir da nicht 100% sicher bin empfehle ich, zu den altbewaehrten Teilen zu greifen. Ich moechte nicht fuer Fehleinkaeufe verantwortlich sein. gegen Ostern sollte zeitlich etwas gehen.
    Viele Gruesse, Matze

    Hallo Bath-Fans,
    mittlerweile konnte ich einige Versuche mit meinem Bath-Interferometer machen aber so richtig glücklich bin ich mit dem Ganzen noch nicht. Auch die Suche in alten Threads konnte meine Probleme bisher nicht beseitigen.
    Wie in älteren Beiträgen gesagt, habe ich mich für die 90° Variante entschieden. Der Aufbau sieht folgendermaßen aus


    Teilerwürfel 15mm Kantenlänge
    Spiegel: Plan, D:12,5mm
    Linse D:7,5mm FL 10mm
    Laser: Grüner Laser 1mW http://www.conrad.de/ce/de/pro…ng-Punkt?ref=searchDetail


    Der Laser ist über alle 3 Achsen justierbar. Den Teilerwürfel kann man drehen und einige mm links/rechts, vor/zurück verschieben. Die Justagemöglichkeit des Umlenkspiegels sieht man auf dem Bild. Ebenso kann die Linse gedreht, vor/zurück und einige mm links/rechts verschoben werden.


    Mit diesem Aufbau konnte ich das Bath relativ schnell justieren.
    Die beiden Strahlen (Laser- und aufgebündelter Strahl) auf eine Wand projeziert sieht folgendermaßen aus. Hier finde ich die etwas inhomogene Ausleuchtung des aufgeweiteten Strahls
    komisch. Sieht das bei Euch auch so aus?


    Nach einiger Übung war es auch möglich an einer belegten 6" f/8 Referenzsphäre Interferogramme zu erzeugen. Die sahen so aus.



    Bei meinem unbelegtem 14" f/5 der ca. 1-2h Politur seit dem Feinschliff gesehen hat und schon halbwegs reflektiert sieht die Sache aber folgendermaßen aus.


    Interferogramme kann ich zwar erzeugen, jedoch ist deren Qualität so schlecht, dass ich damit nichts anfangen kann.
    Ich hab gestern auch noch diverse Verstellmöglichkeiten versucht, wie Abstand der Linse zum Teilerwürfel ändern, Teilerwürfel drehen, aber leider brachte das keine Verbesserung.
    Weitere Möglichkeiten wären noch
    a) Den Laser Abblenden (2,2mm Lochblende)
    b) Den Laser Dimmen.


    Könnte das zum Ziel führen? Haben die Anderen Bath'ler auch ähnliche Erfahrungen gemacht? bzw. was kann man gegen so kontrastarme Interferogramme unternehmen? Ist eventuell die Linse nicht geeignet?
    Das war gestern schon ein wenig frustrierend nach 3h immer noch keine brauchbaren Ergebnisse zu bekommen.


    Wegen dem Laser hätte ich auch noch eine Frage: Zur Einstellungsfindung projeziere ich die Interferogramme nur auf Papier. Fotografieren tue ich aber durch den Würfel. Ist es hierbei gefährlich durch den Sucher zu schauen? Ich mache das derzeit nicht, da der Laser mir als Laie doch recht stark vorkommt. Ich habe irgendwie im Hinterkopf, dass die IR Strahlung von solchen Lasern irreversieble Netzhautschäden verursachen kann ohne dass man es merkt. Gilt das auch für solche vermeintlich schwachen Laser trotz Dämpfung durch transmission durch Würfel und Linse und Reflextion an unbelegten Flächen?


    Vielen Dank schonmal. Freue mich auf Eure Antworten.
    Viele Grüße und frohe Ostern, Matze

    Hi Matze,


    deine Linse als Problemverursacher würde ich ausschließen. Zumindest was die Qualität des Igrammes betrifft. Die zum Teil inhomogene Ausleuchtung habe ich auch schon erlebt. Da hilft ein Justage der Linse, oder:


    Sagen wir mal, der aufgeweitete Strahl aus der Linse ist dein Teich. Und dein Spiegel schwimmt darin. Erkennt man recht schön an den IGrammen. Das dunklere außenrum ist der Teich. Je weiter der Weg vom Spiegel zum Ufer, desto weniger Ausleuchtungsprobleme hast du, weil du mit deinem Spiegel relativ weit und einfach zum "Zentrum" schwimmen kannst, wo es heller wird. Ist da aber nicht so viel Platz im Teich, dann wird's auch schwieriger den schön hell ausgeleuchteten Teil mit dem Spiegel zu treffen. Da hilft eventuell eine Linse welche deinen Spiegel noch größer ausleuchtet. Das trifft natürlich speziell dann zu, wenn dein Laser von Haus aus keinen wirklich runden Strahl erzeugt.


    Ich nehme einen Laser aus einem ganz einfachen billigen grünen Laserpointer her. Da hab ich mittlerweilen schon zwei verschiedene Modelle ausprobiert. Beide haben top funktioniert. Betreiben tue ich die allerdings an einem regelbaren Labor-Netzteil. Also kann ich auch ganz easy dimmen.


    Dein IGramm vom unbelegten Prüfling sieht verdammt fransig aus. Hast du nicht noch irgendwas anderes was aber wirklich AUSPOLIERT ist zum Testen? Ich bin mir da ziemlich sicher, daß das fransige IGramm von deinem noch nicht 100%ig auspolierten Spiegel kommt. Das täte mich nicht wundern.


    Grüße,


    Harry

    Hallo Matze,


    meine Igramme sehen bei Rohlingen, die von Hand erst 1-2h poliert wurden, auch nicht anders aus als deine (nur in Rot). Insofern sollte das normal sein. Die Igramme deiner RefSphäre sehen jedenfalls echt gut aus.


    Je weiter der Politurgrad voranschreitet, umso besser die Igramme. Es macht auch nochmal einen sehr deutlichen Unterschied ob belegt oder unbelegt. Ich hab vor einiger Zeit mal einen Test gemacht, die Igramme meines Wissens aber wieder gelöscht. Vielleicht schlummern sie noch auf der SD Karte... Muss ich mal schauen.


    Viele Grüße,
    Christian

    Hallo Harry und Christian,
    vielen Dank für Eure Antworten. Dass, das am Spiegel liegen kann.. daran hatte ich gar nicht gedacht. Das wäre ja fast zu schön um wahr zu sein[:D]
    Ich habe noch ein anderes Testobjekt, allerdings belegt. Bevor ich den vermessen kann, muss ich mir eine Vorrichtung basteln um meinen Laser dimmen zu können. Ich werde berichten.
    CS, Matze

    Hallo Miteinander,
    heute hatte ich Gelegenheit einen fertigen. belegten 14" f/5,1 vors Bath zu bekommen. Irgendwie scheint da noch der Wurm drinnen zu sein.



    wenig Streifen



    mehr Streifen


    Ich verstehe die Welt nicht mehr. Ich bekommen einfach keine sauberen Interferogramme mehr hin. [V] Funktioniert hat es ja vor ca. 2 Wochen an der Referenzsphäre aber ich weiß nicht was ich seitdem verändert habe.
    CS, Matze

    Hallo Matze,


    Bei meinen ersten Versuchen mit einem grünen Laser, hatte ich auch ein ähnlichen wie Du Ihn verwendest (ca. 40€).
    Nach einer Weile Betrieb hatte ich die gleichen IGramme wie bei Dir.
    Hatte dann nochmal den selben gekauft, da ich auf den Laser tippte, nach dem ich alles gecheckt hatte.
    Der zweite war zu Anfang auch super und dann wieder die selbe Situation.
    Nach einem Telefonat mit dem Hersteller erklärte er mir, dass diese Art von Laser nur für den Kurzzeitbetrieb geeignet sind, da sie sonstüberhitzen.


    Dann habe ich mir einen teuren von Picotronic gekauft, danach war Ruhe.
    Das muss bei Dir nicht so sein.
    Nur als Idee.
    Wenn Du einen roten Laser hast,versuch mal ob es damit besser klappt.
    Kann Dir auch meinen mal leihen. Ich wohne im Stuttgarter Raum.

    Hallo Optikvermesser,
    so, nach zahlreichen Versuchen und Neujustagen war Siegfried so nett und hat mir seinen Laser ausgeliehen. Der anfänglichen Begeisterung, dass die plausible Erklärung des Rätsels Lösung ist, wich dann aber doch die Ernüchterung. Auch mit qualitativ hochertigem Picotronic-Laser waren die Igramme genauso Quarck wie davor.
    [V]
    Doch der helle Laser brachte dann doch etwas ans Licht (im wahrsten Sinne). Jemand hat nämlich beim Rumschrauben an seinem Interferometer mit den Wurstfingern den Teilerfürfel mit Fingerabdrücken vollgeschmiert.[xx(][xx(][xx(]
    So oft habe ich gelesen: Sauberkeit bei den Bauteilen ist beim Bath das A und O und selber komme ich erst nach so viel Fummelei drauf. Jedenfalls nach 5 Minütiger Reinigungsaktion war die Welt wieder in Ordnung, wie das Igram am belegten 14" f5 Spiegel zeigt. Auch mit dem "Billiglaser" (kostet auch immerhin 40 Euronen) funzt die Sache.

    [:I][:I].
    CS, Matze

    Hallo zusammen,


    nach längerem gebastel sind die Teile für den Aufbau des Bath-Interferometers weitestgehend fertig gestellt. Da ich keinerlei Gefühl dafür habe, welche Freiheitsgrade für die Justage wirklich benötigt werden, ist der Aufbau etwas aufwendiger geworden.
    Das Bild zeigt den Aufbau mit Strahlteiler- und Laser-Dummy.



    Die Linse ist zwar echt aber unvergütet und mit 10mm Ø auch noch arg groß - die wird noch getauscht.


    Strahlteiler und Linse sind als Einheit zusammengefasst. Diese Einheit sowie der Auslenkspiegel sind jeweils auf einer kinematischen Plattform platziert, die sich als Ganzes auf der Grundplatte um einige Grad verdrehen lassen.



    Auf dem folgenden Bild ist die Aufweitungslinse aus dem Strahlengang herausgeschwenkt.



    Der Strahlteiler ist planmäßig ein gutes Stück größer (20mm) als der Würfel. Damit bei Aufbau und Justagearbeiten keine Kollisionen zwischen Strahlteiler und Linsenhalter passieren können ist ein Abstandsstück eingelegt.


    Die Lösung für dem Abstandshalter muss ich noch ändern, da das Konstrukt nicht zuverlässig am vorgesehenen PLatz bleibt.


    Ich werde in den kommenden Tagen erste Experimente durchführen können. Dazu muss ich nun noch den Auslenkspiegel einkleben und den Strahlteiler einsetzen.



    Auch wenn es für den Testaufbau mit den provisorischen billig-Bauteilen noch nicht so wichtig ist: In den meisten Aufbauten ist der Strahlteiler auf dem Trägerelement aufgeklebt. Wie auf den Bildern zu sehen, möchte ich den Würfel gerne mit leichtem Schraubendruck fixieren. Ist das eurer Meinung/Erfahrung nach problematisch (Verspannungen)? Wie könnte ich feststellen, ob der Würfel zu fest eingeklemmt ist?


    Für Tips und Hinweis bin ich immer dankbar.


    Wenn erste Ergebnisse vorliegen, werde ich berichten.


    Viele Grüße und CS
    Harold

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!

Benutzerkonto erstellen Anmelden