Beiträge von mkoch im Thema „Bath- Weißlichtinterferometer mit Monochromator“

mkoch · 3. April 2010

Hallo Frank,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: FrankH
Aber das Licht eines Bereiches der Delle kommt gar nicht an der richtigen Stelle zurück sondern wird auch noch seitlich umgelenkt da die Fläche ja nicht nur tiefer ist sondern auch einen anderen Winkel hat.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Das stimmt, man bezeichnet das als "Re-Tracing" Fehler. Die Kunst besteht darin, zu entscheiden wann der dadurch entstehende Messfehler vernachlässigbar klein ist, und wann nicht.

Gruss
Michael

mkoch · 3. April 2010

Hallo Thomas,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: TGM
Die Idee des Bath-Interferrometers ist clever, auf den ersten Blick könnte man den Eindruck haben, dass sich alle Fehler der optischen Komponenten 'rausheben' da sie von beiden Strahlen durchlaufen werden.
Wo die Grenzen liegen, wie man die Parameter wählen muss, dies ist vermutlich bereits an anderer Stelle auch schon im Detail diskutiert worden. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ja, auf den ersten Blick denkt man dass sich alle Fehler gegeneinander aufheben. Auf den zweiten Blick ist das leider nicht so. Einige Fehler heben sich auf, andere heben sich nicht auf. Bis ins letzte Detail ist das nach meinem Kenntnisstand noch nie theoretisch untersucht wurden. Man kann darauf verzichten, wenn man das Interferometer an bekannten (fehlerfreien) Prüfobjekten kalibriert.

Gruss
Michael

mkoch · 3. April 2010

Hallo Günther,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: guenthsch
ich nehme an er meint den Hohlspiel beim "Hohlspiegelgitter".<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Zunächst mal muss man sich klarmachen, dass von dem Gitter nur ein kleiner Teil von ca. 2mm Durchmesser tatsächlich verwendet wird.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: guenthsch
Das ein minderwertiger Spiegel die Wellenfront stört und das dann die Interferenzstreifen beeinträchtigt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

An der Stelle gibt es nicht "_die_ Wellenfront", sondern ein Gemisch vieler Wellenfronten mit unterschiedlichen Wellenlängen und unterschiedlichen Krümmungsmittelpunkten (weil die Lichtquelle 1mm räumliche Ausdehnung hat). Man bedenke dass die Lichtquelle weder räumliche noch zeitliche Kohärenz hat. So gesehen kann ein minderwertiger Spiegel an der Stelle nicht viel Schaden anrichten.

Gruss
Michael

mkoch · 3. April 2010

Hallo Thomas,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: TGM
Der Aufnahmen mit dem Bath-Interferrometer sagen nur dann etwas über die Fehler der zu prüfenden Optik aus, wenn innerhalb des Interferrometers Interferenzbedinguen eingehalten werden.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Konkretisiere bitte was du mit "Interferenzbedingungen innerhalb des Interferometers" meinst.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: TGM
Wenn also die im Monochromator verwendeten optischen Komponenten minderwertig sind<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Der Monochromator besteht doch nur aus drei Komponenten: (1) Lichtquelle mit Blende, (2) Gitter und (3) Spalt. Bei (1) und (3) sehe ich nicht was daran minderwertig sein könnte. Wenn das Gitter minderwertig wäre, dann würde sich das meiner Meinung nach dadurch bemerkbar machen, dass das Licht nicht so schmalbandig wird wie man es gerne hätte. Was wiederum zur Folge hätte, dass die Interferenzstreifen unscharf werden, wenn viele Streifen sichtbar sind.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: TGM
und die Blende auf die mit Hilfe der ersten Linse fokussiert wird zu groß wird können diese Bedingungen verletzt sein. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Mir ist noch nicht klar was du meinst. Ich bitte um eine genauere Beschreibung.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: TGM
Wie wird sichergestellt, dass der Einfluss all dieser Fehlerquellen vernachlässigbar ist?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

_Welche_ Fehlerquellen meinst du, und _wie_ sollen sich die Fehler deiner Meinung nach auswirken?
Ich bin auch der Meinung dass es im Bath-Interferometer Fehlerquellen gibt, aber in Zusammenhang mit Kurt's Monochromator kann ich keine erkennen.

Gruss
Michael

mkoch · 11. Januar 2010

Hi Marty,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Marty
kann man mit dem Monochromator eine Art Phasenschift simulieren? Durch vorsichtiges Veraendern der Wellenlaenge muesste es so einen Effekt geben.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Theoretisch ja, aber praktisch sind beim Monochromator die Änderungen der Wellenlänge viel zu gross. Von Zygo gibt es Interferometer, die mit verstimmbaren Diodenlasern arbeiten. Dabei geht es aber um sehr kleine Wellenlängen-Änderungen im Picometer und Sub-Picometer Bereich.
Auf der Zygo Webseite gab's mal einen interessanten Artikel zum Thema "Interferometrie mit 1550nm DFB-Laser", aber dieser Artikel ist wieder verschwunden. Ich habe zu dem Thema mal ein paar Berechnungen gemacht, aber noch nicht weiter verfolgt:
http://www.astro-electronic.de/faq3.htm#3

Gruss
Michael

P.S. Der Artikel ist doch noch verfügbar:
http://zygo.com/library/papers/proc_2248_136.pdf

P.P.S. Wenn man mit einer modulierten Lichtquelle arbeitet, braucht man aber ein Fizeau-Interferometer. Mit dem Bath Interferometer geht das nicht.

mkoch · 7. Januar 2010

Hallo Frank,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: FrankH
Ich weis auch nicht ob es möglich wäre zB eine der neueren Hochauflösenden Webcams fest als Aufnahmegerät zu verwenden, ...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Theoretisch möglich ist vieles. Die Frage ist eher, wer genügend Ahnung von (Windows-) Programmierung hat, um es praktisch umzusetzen.
Ein Programm, welches sich selber die Interferogramme von der Kamera holt und dann sofort auswertet, genau das fehlt uns noch. Dadurch würde auch die Mittelwertbildung aus vielen Interferogrammen erheblich vereinfacht werden. Freiwillige vor

Gruss
Michael

P.S. Wenn sich das jemand zutraut, bitte PM an mich.

mkoch · 6. Januar 2010

Hallo Andreas,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Andreas_D
... Gitter sind im Vergleich zu Prismen effizientere dispersive Elemente, ... <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Es spricht aber nichts dagegen mehrere Prismen hintereinander zu verwenden, um eine grössere Dispersion zu erreichen. Mit dem angenehmen Nebeneffekt, dass man den Strahl dadurch um ca. 180° ablenken kann, so dass der ganze Aufbau kompakter wird.

Gruss
Michael

mkoch · 5. Januar 2010

Hallo Ulrich,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Imageshare
wieso gelingt es dann aber trotzdem in einem auf einen Stern fokussierten Bild relativ scharfe Nebelregionan abzubilden.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Was für eine "Nebelregion" meinst du, die "relativ scharf" sein soll?
Unter "relativ scharf" verstehe ich, dass Strukturen im Bogensekunden-Bereich vorhanden sind. Meiner Meinung nach widersprechen sich die Begriffe gegenseitig.

Gruss
Michael

mkoch · 3. Januar 2010

Hallo Ulrich,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Imageshare
wieso soll bei einem teuren Objektiv mehr Messaufwand getrieben werden um es in luftigere Höhen zu heben als bei einem Billigen?m Oder ahbe ich den Satz missverstanden?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Mehr Messaufwand sollte nur zur Folge haben, dass das Messergebnis genauer wird. Wenn der höhere Messaufwand dazu führt, dass sich das Messergebnis signifikant in eine bestimmte Richtung verschiebt, dann ist an dem Messverfahren irgendwas faul.

Gruss
Michael

mkoch · 1. Januar 2010

Hallo Frank,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: FrankH
der Mantel der Glasfaser ist doch nur zum mechanischem Schutz und wird eigentlich an der gefassten Stelle entfernt, gestrippt
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Na ja, man muss hier wohl unterscheiden zwischen "Glasfaser" und "Lichtwellenleiter". Letzterer besteht aus drei Schichten:
Hochbrechender Kern, niedrigbrechender Mantel, und ganz aussen ein Schutzmantel.
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtwellenleiter

Gruss
Michael

mkoch · 1. Januar 2010

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: FrankH
 der Dünnflüssigkeit halber wäre Zyanacrylat toll, erhält das die Reflexion?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Kommt wahrscheinlich drauf an wie dick der Mantel der Glasfaser ist.

Gruss
Michael

mkoch · 1. Januar 2010

Hallo Frank,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: FrankH
Andererseits ist nicht klar in wie weit die Enden geschliffen und poliert werden müssen, uneingebettet wird das wegen Randausplatzern noch unmöglicher?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Wenn der Koppler einen halbwegs guten Wirkungsgrad haben soll, dann wird man nicht drum herumkommen die Enden zu polieren. Und wie du schon ganz richtig geschrieben hast, wird das nur gelingen wenn die Fasern in irgendeine Vergussmasse eingebettet sind.

Gruss
Michael

mkoch · 1. Januar 2010

Hallo,

zunächst wünsche ich allen Mitlesern ein gutes Jahr 2010 !

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Kurt
So wie der gebaut ist bräuchte man als Spiegelschleifer nur ein gutes Blaze- Gitter und man könnte sich den Rest selber bauen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Der Selbstbau des Glasfaser-Kopplers (Spalt --> Kreis) dürfte aber nicht ganz einfach werden. Ohne Koppler würde viel Licht ungenutzt verloren gehen. Hat schon mal jemand so einen Koppler selber gebaut?

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Kurt
Wenn man die Blende weglässt hat man aber ausreichend Helligkeit der reflektierten Lichtbündel um das Interferometer einrichten zu können. Danach wird die Blende eingesetzt und man kann die Streifen optimal einstellen. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Mich würde mal interessieren welchen Durchmesser der Referenzstrahl am Ort des Prüflings hat. Ist der Durchmesser noch klein genug, um die Annahme zu rechtfertigen, dass das Objektiv innerhalb dieses Durchmessers als fehlerfrei betrachtet werden kann?

Gruss
Michael

mkoch · 27. Dezember 2009

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Kurt
Die Adaption eines Lasers anstelle der angebauten Halogenlampe wäre auch nicht so ganz simpel zu realisieren wie man vielleicht glaubt. Das werde ich aber später nachholen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Das geht ganz einfach, wenn du den Zwischentubus mit der Kollimationslinse entfernst. Drei Madenschrauben, wenn ich mich richtig erinnere. Du richtest den HeNe Laser direkt auf den Eingangsspalt, der möglichst schmal eingestellt wird. Dass dadurch nur ein kleiner Teil des Spaltes ausgeleuchtet wird macht nichts.

Gruss
Michael

mkoch · 27. Dezember 2009

Hallo Marty,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Marty
Vielleicht ist die Geometrie des Schlitzes mit dem der Tangentialarm gefuehrt wird fuer einen Ausgleich konstruiert.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Es besteht ein nichtlinearer Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel des Gitters und der Wellenlänge. Dieser nichtlineare Zusammenhang wird kompensiert durch die ebenfalls nichtlineare Übertragungsfunktion des Tangentialarms. Somit kann das Zählwerk exakt die Wellenlänge anzeigen. Wenn das Gitter 1200 Linien/mm hat, dann erfolgt die Anzeige direkt in Angström (=0.1nm). Wenn andere Gitter verwendet werden, muss die Anzeige mit einem entsprechenden Korrekturfaktor multipliziert werden.

--> Kurt
Welches Zahnrad war denn lose?

Gruss
Michael

mkoch · 23. Dezember 2009

Hallo Frank,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: FrankH
das sind ja riesige 0,25%, da das Auswertungsergebnis sich ja direkt auf die Wellenlänge bezieht ergibt das 0,25% Fehler, glaubt ihr die Fringes auf 0.25% genau markieren zu können? ich glaube jetzt übertreibt ihr.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Kommt drauf an um was für eine Art von Interferogramm es sich handelt.
Wenn ein Teleskop direkt in Autokollimation gegen einen Planspiegel vermessen wird, dann hast du Recht: 0.25% Fehler bei der Wellenlänge ergibt 0.25% Fehler im Messergebnis.
Anders sieht die Sache aus, wenn ein Parabolspiegel direkt aus dem Krümmungsmittelpunkt vermessen wird. Dann wird nämlich zunächst die reflektierte Wellenfront vermessen. Das ergibt einen relativ grossen Fehler, weil die Differenz zwischen Parabel und Sphäre darin enthalten ist. Die rechnerisch ermittelte Differenz wird dann von Messergebnis abgezogen, und das was übrig bleibt ist der gesuchte Oberflächen-Fehler. Dadurch kann sich ein 0.25% Wellenlängen-Fehler wesentlich stärker im Ergebnis auswirken.

Gruss
Michael

mkoch · 23. Dezember 2009

Hallo,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Kurt
Den gleichen Check kann ich auch mit einem grünen Diodenlaser machen. diese werden üblicherweise mit 532 nm angegeben. Gibt es hier Streuungen, die für unsere Anwendung relevant sind?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ich habe gerade mal einen grünen Laser vermessen. Je nach Temperatur lag die Wellenlänge zwischen 531.71nm und 532.29nm. Das sagt natürlich nichts über Exemplarstreuungen aus, denn ich habe wie gesagt nur _einen_ Laser vermessen.

Ein violetter Diodenlaser lag je nach Temperatur im Bereich 408.20nm bis 409.21nm.

Die Messungen habe ich mit einen optischen Spektrum-Analysator mit Glasfaser-Eingang gemacht.

Gruss
Michael

mkoch · 23. Dezember 2009

Hallo Kurt,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Kurt
1. Den Check mit einem He-Ne Laser kann ich ebebfalls machen. Wenn damit die Skjla stimmt ist denn zu befürchten dass die Linearität für unsere Bedürfnisse nicht passen könnte?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Es ist nicht ausgeschlossen, dass die Linearität nicht stimmen könnte. Am besten du überprüfst das anhand der Quecksilber-Linien.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Kurt
2. Den gleichen Check kann ich auch mit einem grünen Diodenlaser machen. diese werden üblicherweise mit 532 nm angegeben. Gibt es hier Streuungen, die für unsere Anwendung relevant sind?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Die Toleranz der Wellenlänge eines grünen 532nm Lasers dürfte etwa in der Grössenordnung von +-1nm liegen. Ein HeNe Laser ist wesentlich genauer.

Gruss
Michael

mkoch · 23. Dezember 2009

Hallo,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Marty
Mich wuerde mal interessieren wie die Wellenlaengen geeicht werden, wenn man sich nicht auf die Skala verlassen will.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ich habe als Lichtquelle einfach einen HeNe Laser genommen und dann das Zählwerk auf 632.8nm eingestellt.
Mit einer Gasentladungslampe könnte man das Zählwerk noch bei einigen Quecksilber-Linien überprüfen (das habe ich aber noch nicht gemacht).

Unterhalb von 400nm wird aus dem Monochromator nicht viel rauskommen, weil die Kollimationslinsen (zwischen Halogenlampe und Eingangsspalt) nicht aus Quarzglas sind. Der restliche Strahlengang wäre aber auch für UV geeignet, einschliesslich dem Faserbündel.

Gruss
Michael