Shack-Interferometer

    Hallo


    werde das mal aus dem wiretread auskoppeln, sind da etwas vom Thema abgekommen
    habe heute mal ein Foto von einem 300/1700 durch das Shack-interferometer gemacht, bin selbst etwas erstaunt von dem Kontrast, der bei diesem Typ Interferometer ja stark an Kohärenz und Roc hängt.
    Bilder vom f/2,8 hatte ich ja schon gezeigz, beim Bath gibt es da wohl heftig Probleme wenn der Referenzstrahl nicht ganz die Mitte trifft usw. das ist ja beim Shack eigentlich eher günstg wenn der Spiegel kurz ist.



    das ist der 12er mit 3300mm Abstand zwisch Linse und Spiegel


    Gruß Frank

    Hallo Frank,


    das sieht ja vielversprechend aus! Ist das mit Raumfilter an der Punktquelle gemacht? Ich schätze nein. Welchen Radius hat denn Die Linse des Interferometers? Ich bin gerade mitten in der Ausarbeitung zu einem anderen Thema. Aber danach schieß ich mir auch einen "Shak"[}:)]


    Gruß Kurt

    Hallo Kurt


    hatte die Linse mit ca. 100mm Radius geschliffen, bei 30mm Würfel nicht so ganz Optimal, bei 30mm Würfel, ergab dann durch brecheng das die Blende ca. 55mm vor dem Würfel sitzt


    doch, doch mit Blende ca 1-2/100 Loch
    die gröberen Störungen sind von einer zerkratzen Spiegelschicht im Teiler weil mir der leider bei Linse aufkitten auseinandergefallen ist, die hatten wohl auch Canadabalsam zum kitten genommen.


    muß den Würfel mal trennen und neu verspiegeln und den ganzen Sperholkram durch Pertinax ersetzen, eine Linse mit kürzerem Radius liegt auch schon bereit, habe aber noch ein paar Teleskopeilaufträge in eigener Sache zu machen


    ich sollte mal gegen die f/4 Prüfsphäre messen inwieweit es ideser seltsamme Aufbau bringt


    habe noch ein otx-File von diesem Shak, falls es denn ein Shak ist habe es mir ja selbst erfunden und es setzte mir einer den Floh ins Ohr es wäre ein Fizeau


    baust du dir noch ein I-Meter, dann hast du mehr wie ich zur Zeit Teleskope [:D] aber ich arbeite dran


    Gruß Frank

    Hallo Frank,


    vielen Dank für die Infos. Wahrscheinlich komme ich jetzt klar. Prinzipiell muss doch nur eine mittelkleine Plako- Linse auf eine Fläche des Teilerwürfels ansprengen oder mit Immersionsöl anbringen. Der Teilewürfel braucht auch nur 3 freie Flächen zu haben. Das scheint mir alles sehr easy. Zum Test des I-Meters hätte ich z. B. die praktisch die fehlerfreie Sphäre (D=70, R = 250) meines Michelson -Interferometers.


    Gruß Kurt

    Hallo,
    ich kann Euch im Moment noch nicht ganz folgen.
    Ist das Shak ohne "c" nur ein Tippfehler oder meint Ihr
    gar nicht den Interferometertyp der bei Malacara
    Shack-Fizeau Interferometer (manchmal auch nur Shack I.
    oder Shack Cube I.) genannt wird?


    M.f.G.,
    Robert

    Ok, danke Kurt.
    Wenn ich es richtig verstanden habe, dann wirkt beim
    Shack I. die konvexe Fläche der plankonvexen Linse
    als Referenzfläche. Wie bekommt Ihr diese Fläche so
    genau hin?


    M.f.G.,
    Robert

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: RobertS</i>
    <br />Hallo,
    Ist das Shak ohne "c" nur ein Tippfehler
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    ist wohl eine Wissenslücke, bei mir stehen auch keine englischsprachigen Bücher im Schrank, wer ist Malacara


    die Fläche bekommen wir so hin wie immer, wenn du mal in die Kataloge siehst von käuflichen Feinoptiken wirst du feststellen das immer eine Clear Apperatur angegeben wird, meist zwisch 60 und 80%.
    Wir geben uns einfach mehr Mühe und nutzen weniger Fläche. Ist ja noch eine handlich große Linse, aber wie bekommt man die Linse fürs Bath hin?


    na man sollte dem Mann wohl sein c wiedergeben


    Gruß Frank

    Hallo Frank!
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">wer ist Malacara<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    siehe:
    http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=60329
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist ja noch eine handlich große Linse, aber wie bekommt man die Linse fürs Bath hin?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Möglicherweise habe ich da noch einen Denkfehler drin,
    aber aus meiner Sicht enthält die Linse beim Bath I.
    im Unterschied zum Shack I. keine Referenzfläche.
    Die Referenzfläche beim Bath I. ist ein kleiner Teil
    des Prüfling selbst.


    M.f.G.,
    Robert

    hallo Robert


    eine ReferenzFläche nicht, aber das zurückfallende Licht wird von den Fehlern dieser Linse verzerrt[?]


    noch was zum Teilerwürfel, Kurt schreibt er muß nur 3 freie fFlächen haben


    weis nicht ob das im Buch steht, aber rein zufällig muß ich Glück gehabt haben das ich nur einen Würfel mit drei freien Flächen hatte, die 4. ist matt und schwarz und in einem Winkel das das von ihr reflektierte Licht in flacherem Winkel auf die Teiler schicht fällt und diese duduch weniger durchdringt.
    Genau genommen ist das Shack nur eine vereinfachte Umsetzung des Einstein-Michelson, optimiert für einen ganz speziellen Zweck.


    möglicherweise vermindert die Reflexion an der 4. freien Fläche den Kontrast, dem liese sich aber mit einem Keil abhelfen, der brauch t auch nicht genau sein.


    Gruß Frank

    Hi Robert,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Wie bekommt Ihr diese Fläche so
    genau hin?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    gar nicht, ich verlass mich darauf eine passende plankovex- Linse zu finden deren sphärisch Oberfläche gut genug ist. Falls das problemlos funktioniert wäre das Shack Cube Interferometer nach meiner Einschätzung das genial einfachste nach dem PDI, speziell für die Belange von Spiegelschleifern.


    Gruß Kurt

    Hi Robert,


    sh... Optical Shop Testing kostet nun auch über Frankreich 117 Euro. Die 80 Euro inkl. Versand habt ihr wohl mit eurer hohen Nachfrage nach oben getrieben. [}:)] [:D] Zumindest sagt das der Link in deinem Link. Egal, es wird's Wert sein.


    Danke für den Hinweis und die Erklärung zum "Malacara"


    Grüße,


    Harry

    Hallo Frank,
    nach meinem momentanen Verständnis ändern Fehler der
    Linse im Bath I. die Form der Interferenzstreifen
    nicht oder zumindest nicht wesentlich. Beim Shack I.
    werden Fehler der konvexen Linsenfläche im Interferenz-
    muster aber genauso deutlich, wie die Fehler des Prüflings.
    Ob die 4. Fläche des Strahlteilers poliert ist oder nicht,
    ist nach meiner Auffassung beim Shack I. gleichgültig,
    insbesondere wenn der 4-Flächer entspiegelt ist. Der Vorteil
    des dreiflächigen liegt wahrscheinlich im günstigeren
    Preis.



    Hallo Kurt,
    wenn ich Dich richtig verstehe, dann wirst Du die
    zur Auswahl stehenden Linsen mit der Referenzsphäre
    Deines Michelson -Interferometers als Prüfobjekt
    selektieren und die beste nehmen. Wichtig natürlich,
    dass die konvexe Seite dieser Linse nicht entspiegelt ist.
    Ich frage mich noch, warum der Ceravolo
    http://www.ceravolo.com/testing/ref_element.htm
    noch immer den klassischen Fizeau Aufbau anbietet,
    wenn Shack-Fizeau doch der einfachere Aufbau zu sein scheint?



    Hallo Harry,
    tut mir leid, dass wir den Preis in die Höhe getrieben haben.
    Ich hatte noch das Glück ein Exemplar zum günstigen Preis zu
    bekommen. Danke an dieser Stelle noch an Thomas für den guten
    Tipp.



    M.f.G.,
    Robert

    Hallo Robert,


    &gt;Ich frage mich noch, warum der Ceravolo
    http://www.ceravolo.com/testing/ref_element.htm
    noch immer den klassischen Fizeau Aufbau anbietet,
    wenn Shack-Fizeau doch der einfachere Aufbau zu sein scheint?


    Vorteile bei der Ceravolo-Version:
    1. Man spart sich das Aufkitten.
    2. Wenn der Teilerwürfel eine Antireflex-Schicht hat, dann muss diese entfernt werden bevor die Referenzlinse aufgekittet wird. Die AR-Schicht ist für einen Glas/Luft Übergang optimiert und nicht für einen Glas/Glas Übergang.
    3. Die Referenzlinse könnte durch das Aufkitten verspannt werden. Dieses Problem entfällt bei der Ceravolo-Version, wo das Referenzelement einzeln gelagert wird (vorzugsweise an drei Punkten mit Silikonkleber befestigt).


    Gruss
    Michael

    Hallo Robert,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...wenn Shack-Fizeau doch der einfachere Aufbau zu sein scheint?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Du kennst doch wohl den Spruch: " Warum denn einfach, wenn es denn auch kompliziert geht?"[:o)]


    Ich bin selber ganz neugierig wie das mit dem Shack Cube funktionieren wird. In einigen Tagen werde ich wahrscheinlich mehr wissen dazu.


    Gruß Kurt

    Hallo


    ich hatte die Antireflexschicht nicht entfernt, ist die denn überhaupt noch wirksam wenn verkittet wurde?


    warum soll die gute der Linse beim Bath keine Fehler einführen, die Warscheinlich keit das das zurückfallende Lichtbündel immer den selben Linsenausschnitt benutzt ist gegenüber dem Shack viel geringer.
    Kurts Tests mit dem Michelson und dem LPI lieferten vergleichbare Werte, das Bath war recht daneben und ich traue Kurt schon zu ein Bath zu bauen und richtig zu benutzen.


    die sphärische Aberation durch den Würfel? die Luft zwischen Refernz und Würfel beim Michelson macht es auch nicht besser? die eigentlich aus der Blende austretende Kugelwelle wird durch den je nach Winkel unterschiedlich langen Glasweg verzerrt, oder spielt das keine Rolle?


    Gruß Frank

    Hallo,


    &gt; ich hatte die Antireflexschicht nicht entfernt, ist die denn überhaupt noch wirksam wenn verkittet wurde?


    Da gab es vor einiger Zeit mal eine Diskussion über diese Frage, ich weiss nich mehr in welcher Gruppe das war. Möglicherweise bei Yahoo/Interferometry.
    Wenn ich mich richtig erinnere war die vorherrschende Meinung:
    Wenn die AR Schicht zwischen zwei Glasblöcken eingekittet wird, dann erzeugt sie mehr Reflektionen als es ohne die AR Schicht der Fall wäre.


    Gruss
    Michael

    hallo Michael


    gut dann zeigen die Fotos wenigstens das es nicht zwingend sein muß, zumindest nicht in der Exreimentierphase


    ich muß meinen Würfel ja auch noch mal auseinandernehmen, weil der Aufbau sehr krum ist, wundert mich das man das nicht sieht


    Gruß Frank

    Hallo Frank,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: FrankH</i>
    <br />gut dann zeigen die Fotos wenigstens das es nicht zwingend sein muß, zumindest nicht in der Exreimentierphase<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Klar, in der Experimentierphase kann man die AR-Schicht drauflassen. Aber es ist nicht der optimale Zustand.


    Gruss
    Michael

    Hallo Frank!
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">warum soll die gute der Linse beim Bath keine Fehler einführen, die Warscheinlichkeit
    das das zurückfallende Lichtbündel immer den selben Linsenausschnitt benutzt ist
    gegenüber dem Shack viel geringer. Kurts Tests mit dem Michelson und dem LPI
    lieferten vergleichbare Werte, das Bath war recht daneben und ich traue Kurt
    schon zu ein Bath zu bauen und richtig zu benutzen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Wie gut ein Bath I. im Vergleich zu den anderen Typen
    ist, dazu habe ich oben nichts geschrieben.
    Ich meine nur, dass die Qualität der Linse im Bath I. relativ
    unkritisch ist, während an die Qualität der konvexen Linsen-
    fläche im Shack I. hohe Anforderungen gestellt werden
    sollten, da sie die Referenzfläche dieses Interferometertyps
    ist. Mag sein, dass das falsch ist, dann bitte ich um Korrektur.
    Übrigens in der Originalarbeit in SuW 1973/6 p.177- schreibt
    Karl-Ludwig Bath über die Linse folgendes:


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">7) Die symmetrische Bikonvexlinse L3 hat höchstens 1/20 der
    Prüflingsbrennweite und 15mm Durchmesser. Ihre Abbildungs-
    fehler werden, wie man sich leicht überlegen kann, automatisch
    kompensiert, selbst wenn Sie schräg im Strahlengang steht, und
    ein korrigiertes System würde keinen Vorteil bringen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Bei Betrachtung des Strahlengangs des Bath I. erscheint mir das
    nachvollziehbar, es könnte aber dennoch überholt sein. Wenn Du
    Quellen hast, die das wiederlegen, so würde mich das interessieren.
    Vielleicht hat Kurt den Einfluß dieser Linse bereits genauer
    analysiert? Kann mich leider nicht erinnern.



    M.f.G.,
    Robert

    Hallo Robert,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Vielleicht hat Kurt den Einfluß dieser Linse bereits genauer analysiert? Kann mich leider nicht erinnern.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    ich hab mal Versuche mit einer asymmetrischen Bikonvex- Linse gemacht. Die brachte schon bei geringer Schrägstellung deutlich Koma und Asti in den Strahlengang. Dann muss beim Bath die Linse des Kollimators gut zentriert sein. Sonst gibt es auch Fehler. In wie weit deren sphärische Aberration stört hab ich nicht untersucht.


    Gruß Kurt

    Hallo Kurt,
    danke für Deine Antwort. Wie Du ja sicher weißt, stimmen Deine Ergebnisse
    mit der Arbeit von Bath perfekt überein. Der von mir oben zitierte Text
    geht nämlich so weiter:
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">... Erwähnt sei, daß eine symmetrische Bikonkavlinse ebenso ihren
    Zweck erfüllt, und u. U. auch eine Linse mit einer Planfäche. Diese
    muß dann allerdings genau justiert werden, und das Öffnungsverhältnis
    des Prüflings darf in diesem Fall 1:10 nicht überschreiten.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Wie du ja auch schreibst, so hat eine symmetrische bikonvexe Einzellinse
    immer sphärische Aberration. (z.B.:Rutten & van Venrooij p. 54 Fig. 6.2)
    (Dass jemand für das Bath I. eine asphärisch korrigierte Einzelinse
    verwendet hat, ist mir nicht bekannt)
    Ich habe nochmals die alten Beiträge durchsucht und hier


    http://www.astrotreff.de/topic…97&SearchTerms=Bath,Linse


    folgendes Statement von Dir gefunden:


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">b) Vergleich Bikonvex - Linse 10 mm vs. Plössl- Kombination 8 mm


    Dazu wurde unmittelbar im Anschluss an Messung 20 die Bikonvex- Linse
    gegen die Linsenkombination ausgetauscht und die Messreihe Nr. 21 bis 24
    analog zu Messreihe 1 bis 4 durchgeführt. Nach Vergleich der entsprechenden
    Mittelwerte ist kein Unterschied feststellbar.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ich vermute mal, dass die Plössl- Kombination auf sphärische Aberration
    korrigiert war. Daraus könnte man einen experimentellen Befund dafür ableiten,
    dass die sphärische Aberration keine große Rolle spielt.


    Genug der Abschweifungen zum Bath I., bin schon gespannt auf Deine
    Experimente mit dem Shack-Fizeau Typ


    M.f.G.,
    Robert


    Korr: konkav -&gt; konvex

    Hallo Robert und Kurt,


    &gt; Ich meine nur, dass die Qualität der Linse im Bath I. relativ
    unkritisch ist, während an die Qualität der konvexen Linsen-
    fläche im Shack I. hohe Anforderungen gestellt werden
    sollten, da sie die Referenzfläche dieses Interferometertyps
    ist.


    Da stimme ich zu.



    &gt; Ihre Abbildungsfehler werden, wie man sich leicht überlegen kann, automatisch kompensiert, selbst wenn Sie schräg im Strahlengang steht, und ein korrigiertes System würde keinen Vorteil bringen.


    Da möchte ich widersprechen, aus folgendem Grund:
    Die beiden Strahlen (Test- und Referenz-Strahl) passieren die Linse an unterschiedlichen Stellen, und somit wirken sich lokale Fehler auf der Linsen-Oberfläche <u>nicht</u> gleichartig auf die beiden Strahlen aus.


    Bei der "traditionellen" Bath Konfiguration mit dem um 45 Grad verdrehten Teilerwürfel besteht eine Spiegel-Symmetrie zwischen den beiden Strahlen. In der Aufsicht von oben sieht es zwar so aus als ob die beiden Strahlen die Linse an der gleichen Stelle passieren, aber das stimmt nicht weil der eine Strahl oberhalb der Bildebene läuft und der andere unterhalb der Bildebene.
    http://www.astro-electronic.de/bath02.jpg


    Bei der "neuen" Konfiguration mit dem nicht verdrehten Teilerwürfel besteht hingegen eine Punktsymmetrie, und man sieht auch schon in der Aufsicht dass die beiden Strahlen die Linse an unterschiedlichen Stellen passieren:
    http://www.astro-electronic.de/bath01.jpg


    Die Ansicht von vorne macht den Unterschied klar:
    http://www.astro-electronic.de/bath03.gif


    Die Folge davon ist, dass einige Linsenfehler automatisch kompensiert werden, unter anderem der wichtigste Fehler, nämlich die sphärische Aberation.
    Aber die nicht-rotationssymmetrischen Fehler wie Koma und Astigmatismus werden nur teilweise kompensiert, und hier gibt es Unterschiede je nachdem welche Konfiguration verwendet wird.


    Gruss
    Michael


    P.S. Ich möchte hinzufügen dass die Farben in den beiden Bildern nicht einheitlich sind:


    Auf dem Bild für die "traditionelle" Konfiguration
    http://www.astro-electronic.de/bath02.jpg
    ist der Referenz-Strahl blau und der Test-Strahl rot.


    Auf dem anderen Bild
    http://www.astro-electronic.de/bath01.jpg
    sind die Farben vertauscht, hier ist der Referenz-Strahl rot und der Test-Strahl blau.


    In dem dritten Bild
    http://www.astro-electronic.de/bath03.gif
    ist "R" der Punkt, wo der Referenz-Strahl durch die Linse tritt, und "T" ist der Punkt wo der Test-Strahl durch die Linse tritt.

    Hallo Michael,
    danke für Deine ausführliche Analyse. Ich hoffe, ich habe sie in groben
    Zügen verstanden. Wenn ich ein Zweibein gedanklich in den Querschnitt des
    einfallenden Strahls lege und dieses entlang der beiden Strahlenwege
    bis zur Linse verschiebe, dann werden die von Dir oben genannten
    Symmetrieoperationen klar. Demnach habe ich bisher die Auswirkungen
    der 180°-Drehung des Strahlquerschnitts, den die Reflexion an der
    sphärischen Referenzfläche bewirkt in der zweiten Dimension (in
    Aufsicht projizierend) nicht berücksichtigt.
    Was ist nun die Konsequenz?
    Möglicherweise kann man die Auswirkungen von Asymmetrien der
    Linse, durch simple 180° Drehungen bestimmen, aber im Moment
    packt mich hier der Zweifel.


    M.f.G.,
    Robert

    Hallo Robert,


    &gt; Was ist nun die Konsequenz?


    Nehmen wir mal an, wir haben ein Bath-Interferometer nach der "neuen" Konfiguration, wie hier abgebildet:
    http://www.astro-electronic.de/bath01.jpg


    Weiterhin nehmen wir mal an, dass die Linse in Transmission irgendwelche Wellenfront-Fehler hat. Diese Fehler können wir in Zernike-Polynome zerlegen.


    Jetzt müssen wir für jedes einzelne Polynom entscheiden, ob es eine Punkt-Symmetrie zum Koordinatenursprung hat oder nicht.
    Bevor wir das tun, müssen wir noch festlegen wie der Winkel in den Polynomen definiert ist, da gibt es nämlich zwei Möglichkeiten: Im Uhrzeigersinn arctan(x/y), oder gegen den Uhrzeigersinn arctan(y/x).
    Ich gehe im Folgenden von der Definition arctan(x/y) aus.


    Diese Polynome sind punktsymmetrisch:
    Z0, Z3, Z4, Z5, Z8, Z11, Z12, Z15


    Und diese Polynome sind nicht punktsymmetrisch:
    Z1, Z2, Z6, Z7, Z9, Z10, Z13, Z14


    Die komplette Liste mit allen Symmetrien steht hier:
    http://www.astro-electronic.de/faq2.htm#4


    Die punktsymmetrischen Polynome gehen nicht ins Messergebnis ein. Wenn die Linse solche Fehler hat, dann werden sie automatisch kompensiert.


    Aber die nicht punktsymmetrischen Fehler der Linse gehen voll ins Messergebnis ein.


    Für die "traditionelle" Bath-Konfiguration muss man die Polynome auf Spiegel-Symmetrie zur X-Achse untersuchen. Die Liste der symmetrischen bzw. nicht symmetrischen Polynome sieht dann etwas anders aus.


    Das schöne am Bath-Interferometer ist, dass zumindest die rotations-symmetrischen Polynome Z0, Z3, Z8 und Z15 in jedem Fall automatisch kompensiert werden und nicht ins Messergebnis eingehen.


    Diese Betrachtung muss man übrigens nicht nur für die Linse machen, sondern ebenso für alle anderen optischen Flächen im Interferometer.
    Für die hinter der Linse liegende Fläche des Teilerwürfels gilt genau das gleiche wie für die Linse.


    Gruss
    Michael

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