FPI Eigenbau

  • Hat schonmal wer von euch an den Eigenbau eines schmalbandigen Filters zur Sonnenbeobachtung gedacht? Also zusätzlich zum üblichen h-alpha oder calcium-k Filter noch ein engbandigeres bauen [8D] In Frage käme wie bei den professionellen Ethalons wohl nur ein Fabry Perot Interferometer, zwei planparallele Spiegel. Da ich keine möglichkeit zum dauerhaften korrekten ausrichten habe müssten die Spiegel gegeneinander tunbar sein, möglicherweise via Piezo. Welche Oberflächengenauigkeit braucht man da wohl? So 1-2" Spiegel mit Silberbeschichtung kriegt man für 100€ zusammen bei lambda/20. Geht da Silber überhaupt oder absorbiert es zu viel bei Transmission? Mir wäre eine breitbandige Verspiegelung lieber, weil man dann alle Emissionslinien damit einstellen könnte. Dielektrische Spiegel dagegen hätten ja bis zu 99,999...% Reflektionsvermögen und könnten damit ein engbandigeres Filter und mehr Unterdrückung des restlichen Lichts bewirken aber halt nur auf einer Linie!


    Ist diese Idee zu abgefahren? Sie kam mir während eines Praktikums als wir eine konfokale Cavity auf einen Laser stabilisiert haben, morgen ist es endlich soweit und ich kann es im Institut mal mit zwei Planspiegeln versuchen[:D]

  • Dazu finde ich eigentlich nur Sachen von Hans-Georg Zaunick


    http://www.sn.schule.de/~astro…rohelioskop%20eigenbau%22
    und
    http://astronomie.de/fachberei…ch=%22spektrohelioskop%22


    mir gefällt nicht die Qualität der Bilder... 5" Auflösung reicht einfach nicht, wenn ich schon spektrale Auflösung im 0,1A-Bereich erreichen kann dann will ich auch einigermaßen Qualität erreichen und bitte instantan und nicht über Minuten entstehend durch den Lauf der Sonne[|)]


    Die Ergebnisse von heute: Die Geometrie eines planparallelen FPI kriegt man erstaunlich stabil hin bei geringen Spiegelabständen (<1mm) Reflektivitäten von 96% lassen sich gut justieren aber bei einem Spiegel 99,8% wirds echt frickelig weil selbst vom 5mW-Laser nix sichtbares durch beide Spiegel durchkommt also solange drehen bis man einigermaßen resonant ist und dann justieren und hoffen dass es beim nächsten mal einfacher geht - mal sehn da fällt noch was ein. Freien Spektralbereich konnten wir noch nicht messen, dazu ist das Institut nicht ganz optimal ausgerüstet (Gravitationsforschung[:D])


    Will eigentlich keiner was zu sagen oder soll ich mehr erklären um mehr von dem Gedanken zu begeistern? Ist es denn nicht faszinierend genug ein theorethisch über alle Wellenlängen durchstimmbares Interferenzfilter zu bauen?[;)]

  • Hm...


    die Bauteile für ein Etalon sind handelsüblich, auch zwecks Ausrichtung, Fassung und Abstandshaltung.


    Als Platten eines Etalon gibt es besondere planoptische Platten. Die sind auch mit Hilfen für die Ausrichtung und Abstandhaltung versehen, sofern das nicht mit diversen Bausätzen realisiert wird. Da gibt's mehrere Weg, die nach Rom führen.


    Das gilt auch für die anderen interferometrischen Filteranordnungen, für die es die Bauteile ebenfalls käuflich bei den Fachherstellern gibt. Mit normalen Spiegeln macht man da erstmal nix.


    Je genauer die Platten um so besser die Wirkung, daher gibt's die klassifiziert.


    Wenn Du Dich ernsthaft dafür interessierst kannst Du ja mal die einschlägigen Optik-Fachanbieter kontaktieren, die findest Du sämtlich z.B. unter http://www.wlw.de ("Wer liefert was?").


    CS


    Narvi

  • Hi FU,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">reien Spektralbereich konnten wir noch nicht messen,<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    wieso messen????
    Der freie Spektralbereich ist doch definiert als der Abstand zwischen zwei Transmissionsmaxima!
    Und der beträgt ganz einfach: delta(f) = c/(2nD)
    (f: Frequenz, n: Brechungsindex des Materials zwischen den Spiegeln, D: Abstand der Spiegel)
    Oder in Wellenlängen ausgedrückt: delta(lambda) = Lambda^2/(2nD).


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist es denn nicht faszinierend genug ein theorethisch über alle Wellenlängen durchstimmbares Interferenzfilter zu bauen<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Theorie ist das Eine, die Praxis das Andere!
    Der Aufbau eines FPI ist zwar einfach, aber die nötige mechanische Präzision
    und Stabilität ist mit einem Amateuraufbau kaum zu erreichen!
    Allein schon mit einem Spiegelabstand von einem mm die H-alpha-Linie zu treffen,
    und zu halten, erfordert eine Genauigkeit des Abstands von unter einem Mikrometer.
    Und dieser muss konstant gehalten werden.
    Eine thermische Stabilisierung ist da ein Muss.


    Dann ist es nur mit einem FPI nicht getan!
    Um eine Linie rauszupicken brauche ich ein Vorfilter,
    das den Bereich um die gewünschte Linie durchlässt.
    Und nur den.


    Um beim obigen Bsp mit dem Spiegelabstand von 1mm zu bleiben:
    Die Transmissionsmaxima liegen etwa 0,22nm auseinander (bei H-a).
    Man braucht dann auch schon wieder ein FPI als Vorfilter,
    oder ein Etalon (=FPI mit festem Spiegelabstand).


    Ich empfehle, auf jeden Fall erstmal die ensprechende Literatur zu wälzen,
    um sich mal einen genaueren Überblick zu verschaffen (z.B.: W. Demtröder, Laserspektroskopie).


    Gruss,
    Thomas

  • Hi FU,


    also, frei durchstimmbar solcherart Teile im Selbstbau herzustellen ist aus meiner Sicht aussichtslos. Habe mal mit meinen Feinmachaniker darüber geklönt, der meint, alles was unter einem my an Abmaß liegt - und da liegen wir dabei schon lange, wird exponentiell teuer, weil mit einem irren Aufwand an Rüstarbeiten etc. behaftet.
    Der Mann macht Mikromechanik für die Herstellung von Aderimplantaten, Mikrolaserbänke etc..
    Wenn ich mir dann anschaue was normale Meßvorrichtungen aus Alu ohne Temperaturstabilisierung, Invar und andere Spezialitäten kosten ist das unter realistischen Bedingungen eine Totgeburt.


    Da die Genauigkeitsanforderungen durch die grundlegende Funktion gegeben sind gibt's auch keine abgespeckte Möglichkeit mit "nicht ganz so toll"-Option, die einfacher zu machen wäre, es sei denn unter Nutzung irgendwelcher Funktionalitäten abgestaubter Teile. [B)]


    CS


    J.

  • Ich fühl mich so zerrupft[V]
    Also dass das alles ohne Vorwissen entsteht stimmt ja nicht ganz... zwar hab ich mir den Laserspektroskoppie-Demtröder noch nicht zu Gemüte geführt aber immerhin das was der Tipler (mehr oder weniger nicht) zu bieten hat. Desweiteren steht viel Interessantes im Siegmann - Buchtitel entfallen und nciht auf den Kopien stehend, Kneubühl/Sigrist - Lasers und Svelto? - Principles of Lasers sowie das Optik&Photonik-script von Herrn Uwe Morgner.
    Ich denke die Stabilisierung auf h-alpha wäre das Interessanteste, wobei wir erst vor kurzem eine konfokale cavity mit sehr wenigen Bauteilen (selbergebraten) auf einen HeNe gelockt haben - dann sollte sowas doch auch bei H-alpha klappen[8D] Natürlich setzt das eien Piezo auf einem Spiegel vorraus, ich denke damit kann man die Bedenken des Feinmechanikers doch etwas lockerer sehen[;)].
    Es bleiben leider ncoh ein paar Problemchen:


    Der freie Spektralbereich ist c/2D (Luft), ja das stimmt! aber wie weit stehen nun die Spiegel auseinander wenn man keinen Luftspalt mehr sieht? Genau das kriegt man nur raus indem der FSR gemessen wird[:(]
    Der Spiegelabstand muss nicht nur auf rund ein µ konstant gehalten werden sondern sogar auf einige nm, was Erschütterungsanfällig ist, so dass ich über eine feste Aufstellung mit Coelostaten nachdenke.
    Das durchtunen wird nicht in sehr großen Bereichen möglich sein, da breitbandige dielektrische Spiegel nunmal SEHR teuer werden[xx(], zu diesem Thema werd ich noch in den Instituten nachforschen, ob es erträglich günstige Bezugsquellen gibt, sonst werden da einfach HeNe-Spiegel genommen.
    Dass das ganze nur mit weiteren Filtern funktionieren kann ist klar, selbst bei 10µm Spiegelabstand wird der Freie Spektralbereich kaum größer als ein paar nm, dafür würden aber die die von Dave Groski beschriebenen Filter von Robert Johnson "reichen".


    Leider tauchen noch so viele Fragen auf, dass ich noch einige Zeit probieren muss, eh ich mich für Bauteilekauf entscheide! Als nächstes steht an, das Transmissionsverhalten auf Frequenzen sowie auf die Qualität der optischen Abbildung zu untersuchen...



    Danke an alle die helfen, und sei es nur mir den Mist auszureden[:D]

  • Genau[^] Wenn das Buch nicht so schwer wäre... dann könnte man es auch mal als Gute Nacht Lektüre verschlingen aber wenn du auf dem Rücken liegend dabei einschläfst erdrückt dich das Büchlein ja langsam aber sicher[:p]

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