Was für ein Interferometer habe ich da erfunden?

  • Das ist so nicht richtig. Eine Drehung um 180° ändert nichts am Astigmatismus. Um den Astigmatismus zu invertieren muss man um 90° drehen.


    Gruß

    Michael

    das kommt drauf an um welche Achse man das Teilerplättchen dreht :)


    Gruß Frank

  • Hallo Allerseits,


    ich zeige jetzt noch eine verbesserte Version, die mit einem Laser ohne Optik auskommt.

    Damit sind alle Fehler die von dort stammen könnten ausgeschlossen.


    Es ist in diesem Fall eine rote Laserdiode. Damit ist dann auch die Frage geklärt, ob man unbedingt einen grünen Laser braucht.

    Man braucht es nicht. Die Kohärenzlänge ist ausreichend!


    Das Interferometer habe ich jetzt wie folgt aufgebaut:


    a) rote Laserdiode ohne Optik

    b) als Strahlteiler ein Baader ND1.8

    c) als Referenzfläche ein Baader Blau-Filter CCD, die glänzen schön spiegelnd für Wellenlänge kürzer als blau.
    Die Referenzfläche habe ich gegenüber dem Laser angeordnet, wie bei einem Twyman-Green





    Damit prüfte ich einen Alu-belegten Spiegel. Die I-Gramme sehen sehr kontrastreich aus und lassen sich perfekt auswerten:



    Die Baader Filter sind anscheinend sehr gut brauchbar. Ich zeige jetzt einen Vergleich mit dem PDI. Der Spiegel wurde zwischendurch natürlich nicht bewegt.


    a) sechs PDI I-Gramme mit Openfringe ausgewertet:



    Nun das Plan-Interferometer mit 9 I-Grammen:



    Daraus ziehe ich folgende Erkenntnisse:


    a) die Ergebnisse stimmen im Rahmen der zu erwartenden Messunsicherheit gut überein.

    b) sind beim PDI wegen der geringen Streifendichte noch bogenförmige Restartefakte zu sehen, die beim Plan-Interferometer wegen der hohen Streifendichte nicht vorkommen

    c) stimmt die konische Konstante wieder einmal sehr gut überein.

    d) ist die Genauigkeit einfacher käuflicher Okularfilter für Genauigkeiten im Bereich 1-2 % offenbar ausreichend. Ich habe natürlich keine Statistik zur Verfügung sondern eine Stichprobe mit n=1.


    Etwas Asti kann man aber immer haben. Auch um weitere theoretisch mögliche wellige Oberflächenfehler zu minimieren muss man immer in mindestens 4 Positionen messen.


    besten Gruß

    John

    Edited once, last by John23 ().

  • Hallo Allerseits,


    ich habe jetzt noch überprüft, ob man auch F4 ausleuchten kann.


    Was der Fall ist. Bis F3.9 konnte ich Interferogramme auswerten.


    Das wäre in Autokollimation bis F7.8.


    Drunter müsste man den Laser und die Planfläche noch näher an den Strahlteiler heranbringen.

    Da ist noch Reserve, aber ich habe es noch nicht ausprobiert. Im Moment stören die Fassungen der Okularfilter.


    Geordert habe ich einen 12mm Planspiegel und ein 15mm vergüteten Strahlteilerwürfel aus China.


    Mal sehen, was damit geht...


    besten Gruß

    John

  • Hallo John,


    gratuliere, so einfach kann es sein! Da möchte man glatt rufen "was, das soll ein Interferometer sein...?"

    Den Abstand von Diode zur Referenzfläche bekommst Du noch kleiner, wenn Du vom 90°-Winkel am Strahlteiler weggehst und die Flächen auch außermittig nutzt. Die Kamera sollte man ja notfalls noch ein Stückchen wegschieben können, oder?


    Viele Grüße


    Holger

    Edited once, last by Cleo ().

  • Hallo Holger,


    Danke!


    Ja, es ist schon irgenwie genial simpel, das fasziniert mich auch.


    Die Kamera wegschieben, nun ja, dann wird der "Teich" schnell kleiner. Allzu viel Reserve ist da nicht.

    Ich denke man kann die Gläser aus der Fassung nehmen und evtl in eine 3D-gedruckte Fassung legen.

    Dann sind die Flächen auch besser ausgerichtet.


    Die ganzen Asti-Probleme die immer wieder auftauchen: da denke ich inzwischen, es handelt sich um eine Art "Bath-Asti" also dass hin- und rücklaufende Strahlen eine Bündelabstand haben.

    Das würde man mit einer genaueren Fassung auch besser hin bekommen.


    Oder man macht die Referenzfläche in 2 Achsen kippbar, dann ist es aber schon nicht mehr ganz so simpel.


    besten Gruß

    John

  • Hallo Allerseits,


    ich kann berichten:

    die kleinen 12mm Zeiss-Planspiegel die es da zu kaufen gibt, die funktionieren auch als Referenzplanfläche.

    Habe aber nur einen von 3 ausprobiert. Einen zweiten werde ich jetzt auf der Rückseite aufrauhen und auf der anderen Seite ablaugen.

    Damit schau ich mir dann unverspiegelte Optiken an.


    klare Grüße

    John

  • Hallo Allerseits,


    hier noch eine verkleinerte Version mit Strahlteilerwürfel und unbelegter Referenzfläche.

    Einen unverspiegelten Prüfling (die Twyman-Green Referenzsphäre) konnte ich damit auswerten.

    Das war auch zu erwarten, denn wenn eine verspiegelte Referenzfläche mit einem verspiegelten Prüfling funktioniert, dann sollte es auch gehen, wenn beides unverspiegelt ist.

    Der Würfel ist wieder etwas verdreht, denn bei unverspiegelten Flächen stört sonst die Würfel-interne Reflexion (noch stärker als bei verspiegelten Flächen).

    Etwas x-Asti (mindestes den) wird man also haben, das hab ich ja schon mal gesagt. Man muss in 4 Positionen messen, dann kompensiert sich das komplett.






    Ein Bath muss man sich also nicht unbedingt bauen. Hier spart man sich die Sammellinse und kann gleich mit einer Laserdiode ohne Optik einkoppeln. Die Beschaffung einer guten Sammellinse gilt ja als Problem beim Bath.



    beste Grüße

    John

  • P.S. durch die verkleinerte Version ist die "Teichgröße" ausreichend für bis ca. f 2.8 (bzw. in Autokollimation wären es f5.6).

  • Hallo Allerseits,


    jetzt kann ich eine 3D-gedruckte Version präsentieren, die ich zusammen mit einem Freund konstruiert habe.

    Man kann es nun auch in einen Okularauszug stecken.

    Die Ausleuchtung dürfte reichen für F 3,1 bei Messung aus dem ROC oder entsprechend F 6,2 in Autokollimation.


    a) die Teilesammlung:




    b) der Strahlteilerhalter vor dem Einschieben: (Interferometergehäuse liegt in diesem Foto 180° falsch herum, die innere Schräge muss eigentlich anders herum sein)




    c) der Spiegelhalter vor dem Einschieben: (Okularadapter oben/unten auch schon eingeschoben)



    d) das 3D-gedruckte Interferometer in Gesamtansicht:




    Der Laser hat etwas Probleme gemacht. Der Versuch die Linse vom Staub zu befreien scheiterte, da diese aus Plastik war und sich bei einem Reinigungsversuch mit Isopropanol verabschiedet hat.

    Zusätzlich ist da auch so eine kleine Plastiklinse direkt von dem Halbleiterkristall. Die habe ich auch entfernt. Danach war der Strahl aber gar nicht sehr weit aufgeweitet sondern im Gegenteil recht eng. Aufgeweitet habe ich ihn dann wie folgt: eine kurzbrennweitige Konkavlinse am Laserausgang erweitert den Strahl, jedoch nicht genügend. 2 weitere Linsen f=8mm werden in etwa 7 cm Entfernung vorgeschaltet. Die Position dieser beiden Linsen ist unmittelbar vor dem Strahlteiler, ca 1,5 cm . Damit erreicht man eine sehr gute Aufweitung. Aber der Laserkristall scheint nicht ganz gerade im Gehäuse zu sitzen. Also musste der Laser noch etwas geschwenkt werden um die beiden Linsen vorne voll zu treffen. Deshalb ist da noch so eine Schraubschelle zu sehen, die den Laser in der optimalen Position festhält.


    Man kann natürlich auch eine rote Diode ohne Optik nehmen, die hat schon von sich aus einen genügend aufgeweiteten Strahl.


    Damit ist das Interferometer so weit betriebsfähig.


    Wer Interesse an dem 3D-Druck-Satz hat (nur die Plastikteile) kann sich ja bei mir melden.

    Gegen einen Unkostenbeitrag von 50 Euro + Versand kann ich das gerne ausdrucken lassen und verschicken.

    Dann könnt ihr selbst mal damit rumspielen.


    Ich selbst werde mal probieren, gegen eine Öl-Oberfläche zu messen, denn einen Planspiegel habe ich nicht.


    besten Gruß

    John

  • Hallo John,


    Zusätzlich ist da auch so eine kleine Plastiklinse direkt von dem Halbleiterkristall. Die habe ich auch entfernt.


    Oh, das solltest du auf gar keinen Fall machen weil es sehr gefährlich ist. Grüne 532nm Laser arbeiten intern mit Frequenzverdopplung und einer 1064nm Laserdiode, die eine sehr hohe Leistung hat. Auf einer der Linsen ist ein Sperrfilter für 1064nm aufgedampft. Dieses Filter darf man auf gar keinen Fall entfernen, weil sonst unsichtbare 1064nm Strahlung mit sehr hoher Leistung rauskommt!


    Gruß

    Michael


    P.S. Was ich oben geschrieben habe ist etwas vereinfacht. Das 532nm Licht wird in einem zweistufigen Prozess erzeugt. Eine 808nm Laserdiode regt einen Neodym-dotierten Kristall an, der 1064nm abstrahlt. Dieses Licht wird dann in einem zweiten Kristall frequenzverdoppelt so dass 532nm rauskommt. Richtig ist, dass da ein Filter drin ist der 808nm und 1064nm sperrt, und dieser Filter darf auf keinen Fall entfernt werden.

    Edited 3 times, last by mkoch ().

  • Wie hatten hier im Astrotreff vor vielen Jahren mal den Fall, dass jemand seinen Spiegel mit einem Interferometer vermessen hat und aus unerklärlichen Gründen war das Messergebnis genau um den Faktor 2 zu klein. Was dazu geführt hat, dass der Spiegel um den Faktor 2 überkorrigiert wurde. Irgendwann hat sich dann herausgestellt, dass der billige 532nm Laser wohl keinen Sperrfilter hatte und dass daher die Messung tatsächlich bei 1064nm durchgeführt wurde. Ohne Filter kommt aus dem Laser bei 1064nm viel mehr Leistung raus als bei 532nm. Nicht alle Kameras haben einen Sperrfilter, der die 1064nm abblockt.


    Gruß

    Michael

  • Hallo Michael,


    ich bin mir fast sicher, dass der 1064 nm Sperrfilter auf dem Kristall aufgedampft ist und nicht auf der ersten Plastiklinse. Der Kristall schimmert irisierend.

    Die Plastiklinse nicht. Bin mir der Gefahr ansonsten aber bewusst und schaue nur mit der Kamera in das Interferometer.


    Meine "Referenzparabel" kommt jedenfalls mit der gleichen Form aus diesem Interferometer heraus wie aus dem PDI und wie mit einer roten Laserdiode, das kann ich schon mal bestätigen.


    Gruß

    John

  • Hallo zusammen, John, sehr interessant, super Sache.

    Zu den Lasern: es gibt aus China einen günstigen 10mW Laser mit 520nm.

    Die LD hat eine abschraubbate Linse, und - soweit bei mir- kein Fenster an der Diode. selbst.

    Wenn man die Kollimationslinse entfernt hat man einen aufgeweiteten Strahl, leder halt mit elliptischem Querschnitt. Das Gute: es ist recht günstig: nur etwa 20€, wenngleich halt sehr hell. Das Strahlprofil ist ziemlich Gauss, also prinzipiell erscheint es mir bei ausreichender Sorgfalt und Vorsicht brauchbar. 10mW ist natürlich kein Spass!


    Jedoch dürfte da wenig IR enthalten sein weil grüne LD ohne IR Punpe.

    CS Peter

  • Das ist der grüne, man sieht direkt in die LD 👌 Und dass die ohne Fenster ist, zudem ist die LD komplett mit Treiber ~ 4,5 V DC@70mA

  • Das ist der grüne, von hinten, wenn man das Metallgehäuse abschraubt

    Ich hoffe, dass die Kohärenzlänge einer 520nm LD noch ausreicht.

  • Hallo Peter,


    Danke für die Info, sehr interessant! Ich werd das Teil mal ordern und testen.

    Aus meinem kommt ein sehr enger Strahl raus, das kostet dann ziemlich Baulänge, bis der wieder ordentlich aufgeweitet ist.


    besten Gruß

    John

  • Hallo John, was meinst Du mit „enger“ Strahl? Prinzipbedingt ist bei einer LD die Austrittsfläche durch die Größe der Chipfacette gegeben. Da die Facetten bzw. der Austrittsbereich rechteckig und recht klein ist ergibt sich der ellipsenförmige Strahlquerschnitt. Anbei 2 Bilder mit dem Smartphone.

    1) ohne Kollimator etwa 10cm zur Projektionsfläche. Die Reflexe kommen von dem spiegelnden Metallgehäuse (Gewinde)



    und

    2) mit einer 1mm Blende vor der LD mit 50cm Projektionsabstand. Auch da gibts aussen Artefakte durch Reflexion an den schwarz eloxierten Bauteilen. Man sieht schön die Beugung durch die 1mm Öffnung

  • Ein Raumfilter bzw. spatial filter würde der Lichtquelle gut tun, denke ich. Und man müsst die reflektierenden Stellen ausblenden oder entfernen bzw matt schwärzen.

    CS Peter

  • Ich hab mal gleich etwas schwarze matte Farbe verwendet, hier nochmal ohne Blende mit 16cm Abstand zur Projektionsfläche


    So richtig isses noch nicht. Am besten man verwendet nur die inneren Bereiche. Also doch Abblenden.


    CS Peter

  • Durch den Abstand schätze ich etwa 35 Grad brauchbar in der horizontalen Richtung, vertikal deutlich weniger.

  • Hallo John,

    Michael hat ja auch schon seine Analyse des gebauten IF von Dir (bzw zu den verschiedenen Versionen) geschrieben.

    Ich habe mir das auch nochmal angeschaut:

    während Dein erster Entwurf in Richtung eines Fizeau IFs geht (zumindest nach meiner Einschätzung), ähnelt Deine letzte Ausführung dem Michelson Typ.

    Das ist jetzt nur eine Betrachtung für eine Einordnung, Deine Resultate finde ich klasse, auch die Einfachheit.

    Danke fürs Zeigen!

    Bin auch dabei versch. IF Varianten zu bauen und auszubrobieren. Bath geht schon, finde ich aber nicht so einfach und intuitiv. PDI bin ich noch am bauen…

    Michelson ist ebenfalls schon angefangen…

    Mal sehen was ich dann bevorzuge

    CS

    Peter

  • Hallo Allerseits,


    ja, den Michelson-Typ bevorzuge ich inzwischen auch.


    Hier zeige ich jetzt eine Version mit Strahlteiler-Würfel.

    Da kommt man mit dem Spiegel und der Kamera schön nah heran. Das ausgeleuchtete Feld ist groß.


    Allerdings ist damit ein unbelegter Prüfling nur sehr schwierig zu messen, zumindest mit dem Grünlaser sind da einfach zu viele Reflexe.






    Wer Interesse daran hat soll sich bei mir melden.


    klare Grüße

    John

  • Hallo John, hier mal mein noch unfertiges Gehäuse für ein Interferometer. Der Aluklotz will dann irgendwann mal die Öffnung abschließen und als Spiegelträger für den Referenzspiegel dienen, falls ich den irgenwie in die Drehbank einspannen kann. Momentan fehlt mir noch das 4 Backe Futter dazu.

    Dafür hab ich heute den Strahlteilerwürfel in China bestellt, der ins Innere kommt.

    Anbei die Bilder:


    Gibt noch einiges zu tun …

    Den Halter für den Würfel muss ich auch noch machen.


    CS Ulrich

  • Ich habe mal die 25,4 mm Variante des NPBS bestellt. Hoffe der funktioniert.

    Das Gehäuse für den Laser mit Aufweitung muss ich auch noch machen…


    Ist natürlich die Michelson Anordnung…

    CS Ulrich

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