Das Prinzip hab ich bei Suiter, „Star Testing Amateur Telescopes“ gefunden, Kap. A.5.2 „The Point-Diffraction Interferometer“. Es ist mir vor einem Jahr noch mal zufällig praktisch begegnet als ich mich mit einem Lyot- Filter in Form von eines versilberten Glasplättchen vergnügt hatte. Diese hatten nämlich sehr viele kleine und kleinste Löchlein...
Das Interferometer funktioniert also folgendermaßen:
annähernd im Krümmungsmittelpunkt des Prüflings befindet sich die Laserdiode ohne Optik. Diese leuchtet den Prüfling aus. Der Prüfling reflektiert dies Wellenfront durch die Glasplatte auf das Loch und die semitransparente Schicht. Das Loch wirkt als Quelle für die Referenzwellenfront. Diese interferiernt mit der Wellenfront des Prüflings. Die Interferenz in Form von Kringeln oder Streifen kann man visuell hinter dem Loch sehen oder per Kamera dokumentiert werden.
<b>Bild 1</b>
Damit das auch richtig schön funktioniert, muss das Loch kleiner sein als das Beugungsbild einer Punktquelle (Durchmesser des Airy- Scheibchens = Ad). Dazu ein Zahlenbeispiel für einen 10“ f/6 Spiegel. Enscheidend ist hier das Öffnungsverhältnis in Co C, also f/12. Bei 650 nm Wellenlänge
wäre
Ad = 2,44 x 0,00065 x 12 mm = 0,019 nm,*
Nur wenn für einen f/6 – Spiegel Ad kleiner ist als 0,019 mm wird der Öffnungswinkel der Referenzwellenfront größer als der Öffnungswinkel der vom Prüfling kommenden Wellenfront. Da die Intensität der Wellenfront vom Prüfling aber wesentlich höher ist braucht man die semitransparente Schicht als Dimmer. Sonst würde der Kontrast er entstehenden Interferezstreifen zu gering werden. Dabei ist eine Abschwächung in der Größenordnug auf ca. 1/100 passend und zum Glück nicht besonders kritisch.
Durch feinfühliges Verschieben der Glasplatte axial und in ihrer Ebene kann man genau wie beim Bath- oder Michelson- Interferometer die Streifenlage passend einstellen.
Nun hatte ich vorgestern den spontanen Einfall (und so etwas hat dann höchste Priorität) einfach mal ein Lyot- Ruß Schnellfilter mit einer angespitzten Stecknadel zu traktieren, d. h. um auf diese Weise kleine Löcher in die Rußschicht zu stechen. Filterherstellung, incl. Anspitzung und Rußschicht pieksen dauerte ca. 5 Minuten, daher der Name Schnellfilter.
Tatsächlich ergab das so modifizierte Rußfilter in obigen Versuchaufbau bereits auf Anhieb Inteferenz wie man es vom CoC- Aufbau her gewohnt ist. Aber so richtig doll scharf waren die nicht. Wenn man sich mit wenigen, konzentrischen Kringeln begnügte sah es schon ganz passabel aus:
<b>Bild 2</b>
Der Prüfling ist mein 10“ f/6 fast- Parabol, unbelegt.
Nur, so richtig kreisrund und konzentrisch wurden die nicht. Die Kringel entstanden nicht etwa vor und nach Drehung des Spiegels. Es geht nämlich die Sage, dass die Kreisrundheit der Kringel der unumstößliche Nachweis für Astigmatismusfreiheit sei. Danach hat mein Spiegel einen selbstdrehenden Asti oder so was in der Art. Was ist aber, wenn z. B. die Thermik im Raum am Asti dreht und man sich das „richtige“ Foto aussuchen kann. Echt- Asti Spiegel zusammen mit Wechsel - Asti durch Thermik kann nämlich auch null oder ganz wenig Asti ergeben. Aber das ist eine andere Story...
Dann hab ich mir mal meine in die Rußschicht gepieksten Löcher unter dem Mikroskop angesehen. Die waren erstens nicht rund und dazu noch viel zu groß. Glücklicherweise fand ich das eingangs erwähnte versilberte Glasplättchen wieder und versuchte es damit. Das hatte aber mittlerweile ganz viele feine, feinste und allerfeinste Löchlein im Bereich von 0,1 bis < 0,002 mm dicht bei dicht, dass die damit gewonnenen I- Gramme alles andere als schön aussahen. Dahe gibt es dazu keine Fotos. Man muss ja nicht jeden Mist dokumentieren. Also verpasste ich einem kratzerarmen Klarglassscheibchen eine Silberschicht, die genügend transparent wurde. Nach kurzer Suche fanden sich auch einige passende Löcher. Die mus man nicht erst irgendwie bohren. Damit hab ich auf Anhieb kontrastreiche Interferogramme machen können. Hier ein Vergleich mit dem Bath- Interferometer:
<b>Bild 3</b>
Der offensichtliche Unterschied liegt in der Belichtungszeit, d. h. das Lochinterferogramm ist bei gleicher Lichtquelle erheblich lichtschwächer. Man kann es aber auch bei eingeschalteter Raumbeleuchtung visuell sehr gut erkennen und bei gedämpfte Beleuchtug fotografieren.
Das verwendete Loch in der Silberschicht sah so aus:
<b>Bild 4</b>
Offensichtlich ist es nicht kreisrund, aber so lange der max. Durchmesser deutlich kleiner ist als der oben berechnete Ad, stört das nicht.
Zur Messung des max. Durchmessers wurde ein Okular mit 1/10 mm Messskala verwendet. Bei einen 40x- Mikroskopobjektiv entspricht ein Skalenteil dann 0,0025 mm. In der Silberschicht gibt es auch noch zahlreiche, wesentlich kleinere Löcher unterhalb von 0,0025 mm mittl. Durchmesser und auch einige die mehrere 1/100 mm groß sind.
Im Prinzip müsste das Interferometer auch mit Weißlicht funktionieren. Hab ich natürlich probiert und man sieht tatsächlich zumindest Kringel. Bei unbelegtem Prüfling ist die Helligkeit aber einfach zu gering.
Zum Schuß noch ein Foto des eigentlichen Loch- Interferometers.
<b>Bild 5</b>
Zur Minimierung des System- Asti wäre noch der Abstand Glasscheibe- Laserdiode zu verringern. Wahrscheinlich schaffe ich das noch, bevor die fällige Vergleichs- Messorgie losgeht.
Wenn man bereits einen Kreuztisch für Foucault- Messungen besitzt muss man nur noch zusätzlich eine vertikale Feineinstellung für das Lochfilter realisieren. All die seltsamen Dinge wie hochwertige Strahlenteiler, Speziallinsen oder Referenzsphären braucht man dagegen nicht.
Vorläufiges Fazit: Warum hab ich das Lochrinterferometer nicht gleich nach dem Lesen des entsprechenden Kapitels bei Suiter gebaut[8)]?
Neben- Fazit: Jetzt hab ich 3 Interferometer. Mann kann ja nie genug Messzeugs haben[8D][}:)].
Gruß Kurt
*09.01.07: Tippfehler! Richtig ist: 0,019 mm.
