Point Diffraction Interferometer

  • Dieser Sternfreund hier sollte über seine Zeichnung nochmals nachdenken: Das semitransparente Pinhole bzw.
    die Schicht sollte zum Prüfling zeigen, wie man das weiter unten sieht, damit er opt. Fehler ausschließt, die
    über das Glasplättchen eingeführt werden. Auch führt er über den Bündelabstand opt. Fehler ein.

    Point Diffraction Interferometer - oder die Kunst, das Rad mehrmals zu erfinden

    Beim Point Diffraktion Interferometer, mit dem sich derzeit ein Sternfreund spielt, stellt sich mir die Frage, ob
    mit dieser Interferometer-Version ein Blumentopf zu gewinnen ist.
    Nüchtern betrachtet geht es weiterhin um die Frage,

    - wie einfach baut man einen solchen Interferometer,
    - wie gut funktioniert er und wie genau ist er
    - mißt man auf der Achse oder nicht
    - hat man Vorteile gegenüber anderen Interferometern

    Studiert man die Prinzip-Darstellung, dann braucht man ein teildurchlässiges Medium, mit einem feinen Loch bzw. Pinhole.
    Auf diese teildurchlässige Schicht wird ein Lichtpunkt abgebildet, den man vorher mit einer Laserdiode erzeugt hat und
    im einfachsten Fall über einen Kugelspiegel dort wieder abbildet. Im Bereich der Pinhole bildet sich bei richtiger Fokus-
    sierung eine Kugelwelle als Referenz-Welle, mit der die vom Kugelspiegel zurückkommende Wellenfront verglichen wird.
    Es stellt sich also nur die Frage, wie man auf einfachste Art zu einer solchen teildurchlässigen Schicht kommt.



    Bei einiger Sorgfalt bekommt man derartige Interferogramme.



    Die Speckles verraten bereits, wie man die teildurchlässige Schicht herstellt. Die Fokussierung stimmt noch nicht ganz.



    Die Streifenrichtung läßt sich wie bei allen anderen Interferometern drehen



    Die einfachste Methode zur Herstellung dieser teildurchlässigen Schicht ist eine Kerze und ein kleines Diaglas, das man
    mit Ruß über der brennenden Kerze schwärzt, gerade soviel, daß man eine 100 Watt Birne noch sehen kann. Nun fehlen
    noch die kleinen Pinholes. Dafür braucht man etwas Pressluft, die man für Sekundenbruchteile auf das Plättchen lenkt
    und schon hat man die allerschönsten Pinholes, da der Luftstrom ein paar locker sitzenden Rußteile einfach heraus-
    geschlagen hat. Die sucht man zunächst mit einer Lupe und später im defokussierten Laser-Bündel. Nun kann man sehr
    viel Energie drauf verwenden, dieses Verfahren zu optimieren - oder irgendwo eine derartige teildurchlässige Pinhole zu
    kaufen, dort, wo man auch pinholes kaufen kann. Nur stellt sich weiterhin meine Frage:

    Gewinnt man einen Blumentopf dabei?



    Wie man leicht erkennt, mißt man mit dem PDI nicht auf der Achse, weil nämlich zwischen dem ursprünglichen Lichtpunkt
    und der Abbildung auf dem Plättchen ein Abstand zu sehen ist. Man wird also wieder einen Energie-mindernden Strahlen-
    Teiler einführen müssen, wenn man exakt auf der Achse messen will. An dieser Stelle ist der Ceravolo-Interferometer
    im Vorteil. Vermutlich wird man mit dem Kontrast keine so großen Probleme haben, will man in unterschiedlichen Spektren
    messen, braucht man schon eine sehr helle Lichtquelle bzw. Lichtpunkt, der vorher einen Interferenzfilter passiert hat.

  • Hello Wolfgang,


    Most interesting. Would a pin hole need to be a perfect circle? Also the glass the laser passes through effect the wavelength?
    Regarding the display image Interferogramme, I see small rings. Are the newton rings or are they caused by the glass grade or effects of striae grade.


    Best Regards,


    Jim

  • Dear Jim,

    Would a pin hole need to be a perfect circle?

    I don't think so, but it could be better, I just used a candle light to bring soot on the glas. After it, I used pressed air to get any kind of
    fine pinholes. I've got an kind of scratches and pinholes too.

    Also the glass the laser passes through effect the wavelength?

    Definitely not. Just the inhomogenous film of the soot, but it don't effect the wavelenght.

    Regarding the display image Interferogramme, I see small rings. Are the newton rings or are they caused by the glass grade or effects of striae grade.

    I guess it's caused by any dust or other fine pinholes. If you have a look at the third foto, this is out of focus, therefore you see ringes.

  • Dear Franck,

    the rolled edge phenomen is not a matter of the interferometer, it's a matter of the optic behind the interferometer: The small Kepler telescope is not focused korrect or something with the camera focus is wrong.

  • Jener oben erwähnte Zeitgenosse, man vermutet zunächst, daß er aus Altergründen gereift sein sollte, beglückt also als Spätling im doppelten Sinn nicht nur die Interferometrie Yahoo Group, die bisher sehr gut auch ohne ihn ausgekommen ist, nein, er forderte mich gestern auf, meine hier gemachten Anregungen doch dem Experten-Kreis auf Yahoo vorzulegen, - zu denen sich zu zählen seit wenigen Tagen - er sich die Ehre nimmt. Sei'*s drum, manche brauchen das auch noch in hohem Alter - überall rumschreiben zu müssen, als würden wir sehnsüchtig darauf gewartet haben.

    Jedenfalls gibt es für mich keinen Grund, mich über einen Interferometer-Typ auszulassen, der ganz bestimmt nicht besser funktioniert, als der Bath-Interferometer, also z.B. sehr viel mehr auf Schwingungen und andere Einflüsse reagiert.

    Jedenfalls ist dieses "Rad" schon sehr lange erfunden und Vorteile gegenüber anderen Interferometer-Typen kann ich auch nicht erkennen. Sein Forscherdrang sei ihm aber gegönnt und da wundert mich bloß, warum er auf die einfachste Art nicht kommt, eine teildurchlässige Schicht zu erzeugen. Auf die Art haben wir als Kinder bereits die Sonne beobachtet.

  • Die Diskussion ging per Email weiter um die Frage, ob die transparente Schicht mit Pinhole wie in meiner Prinzip-Skizze zur
    ankommenden Wellenfront zeigen soll, oder wie beim Sternfreund auf der abgewandten Seite ist. Dazu meine Email-
    Antwort:

  • Hallo Namens Vetter,


    lass ihn doch die Freude:


    Niemand hat dem Menschen eine Garantie gegeben, daß alles seinem im Alltag bewährten Verständnis zugänglich ist oder sich gar nach diesem richtet. Sein Verstehen hat sich in der Auseinandersetzung mit seiner messokosmischen Umwelt herausgebildet, in der es für ihn als Beutegreifer bzw. als mögliches Opfer eines solchen wichtig war und ist, eine potentielle Beute bzw. Gefahr von ihrem Umfeld zu unterscheiden und ihr räumliches und zeitliches Verhalten zu erfassen, um sie selbst fassen zu können bzw. von ihr nicht erfaßt zu werden, vergleichbar dem heutigen Wunsch nach Unfallvermeidung im Straßenverkehr. Auch hier hilft dem Menschen sein Stereosehen und -hören. Warum aber soll es darüber hinaus nicht ganzheitliche, Raum und Zeit übergreifende Lochinterferometer geben? Diese von vornherein auszuschließen, wäre ein doktrinärer Akt. Geboten scheint mir vielmehr, ganzheitliche Phänomene durch Erweiterung unserer bisherigen, auf Analyse bedachten Sichtweise zu verstehen.Oder nicht.-???



    WG Grzy

  • Hallo GRZY,

    zunächst erhielt ich von jenem Sternfreund wieder einmal jede Menge ungebetener Emails, die mit einer sachlichen Diskussion nahezu gar nichts zu tun hatten - obwohl die Sache eigentlich dann interessant ist, wenn die Herstellung der Komponenten wirklich sehr einfach und billig wäre, und wenn die damit erzielbaren Interferogramme wirklich besser wären hinsichtlich Kontrast und Randschärfe, den man ganz besonders bei der RoC-Auswertung braucht.

    Auch sind solche Diskussionen gar nicht neu, und man findet sie überall in der Literatur, damals verwendete man einen hochauflösenden Repro-Film, auf dem man feine Quecksilber-Tröpfchen aufbrachte um den Film dann von oben mit einem parallelen Lichtbündel kurz zu belichten. Da ich schon vor 30 Jahren Kontakt zu einschlägigen Leuten aus der opt. Industrie hatte, vorzugsweise Interferometrie, haben wir damals bereits derartige Versuche durchgeführt und diskutiert.

    Es gab nur damals noch kein Internet, und damals konnten wir noch nicht so tun, als hätten wir das Ei des Kolumbus erfunden.

    Also noch einmal: Wäre der PDI wirklich so überzeugend, würde ich sofort auf ihn umstellen. Aber dieses System hat andere Schwächen, weswegen ich beim Bath-Interferometer bleibe und Du vermutlich bei Deinem Fizeau-Interferometer.

    Es geht weniger um den Interferometer-Typ, sondern schon eher um ein brauchbares Werkzeug, um möglichst unterschiedliche opt. Systeme ausmessen zu können, und nicht nur Newton-Spiegel aus dem Krümmungsmittelpunkt. Das ist gerade mal eine Anwendung. Für das Ausmessen des sekundären Spektrums wäre der PDI schon sehr umständlich.

    Übrigens: Was ist aus der Fortsetzung Deines Herschel-Interferometer-Berichtes geworden? Das interessiert mich nämlich immer noch.

  • Habe ich aktualisiert: http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=8046
    Die PDI-Versuche mit einer ziemlich dichten Ruß-Schicht sind für einen, der sich viel mit Interferometrie beschäftigt hat, durchaus vergleichswürdig:



    Das Glasplättchen führt offenbar über seine Obenflächen-Struktur die ersten Fehler ein. Entspiegelte Diarähmchen-
    Gläser haben ein Micro-Ripple, und das sieht man dann deutlich im Interferogramm. Objektträger-Glasplättchen haben
    möglicherweise noch die Fließstruktur auf ihrer Oberfläche, jedenfalls sieht man noch Sekundär-Interferenzen.
    Die könnten aber auch von der Laserdiode selbst stammen.
    Der Kontrast der Streifen wechselt sehr stark. Solange man nicht exakt im Fokus ist, sind die Newton-Ringe noch
    sehr kontrastreich. Je näher man im Fokus ist, ist der Kontrast sehr wechselvoll, je nachdem welche Kante man von
    der Pinhole erwischt. So einfach das transparente Glsplättchen mit Pinhole herzustellen ist, so schwierig ist es auf
    der anderen Seite, kontrastreiche Interferogramme zu erzielen. Wer das verschweigt, macht sich nur unnötig wichtig.
    Wer jahrelang mit dem Bath-Interferometer gearbeitet hat, kann über eine derart ausufernde Diskussion auf bestimmen
    Foren nur den Kopf schütteln. Bis jetzt gibt es keinen einzigen Grund, die Vorteile des Bath-Interferometers aufzugeben.

  • Hallo Wolfgang


    Ich habe die Diskussion auf dem Nachbarforum auch verfolgt und für mich folgende Schlüsse gezogen.


    1. Interferogramme kann man auf unterschiedlichste Weise erzeugen.


    2. Das PDI ist eine recht einfache Variante der vielen, die auch recht einfach aufzubauen ist. Somit ist sie auch für den Einsteiger relativ praktikabel.


    3. Das PDI ist eigentlich ein alter Hut und viele Sachen die im Nachbarforum gepostet wurden, finden sich auch in der Yahoo Group und der Literatur. Sicher macht er sich Gedanken, was man auch an seinen Aktivitäten in der Yahoo Group und den Nachbarforum erkennt, aber ich kann nicht nachvollziehen, daß man ihn deshalb für die VdS-Verdienstmedaille vorschlagen sollte. Ich denke, da gibt es andere Sternfreunde, die mehr geleistet haben.


    Ich denke, es geht gar nicht darum dem Bath oder anderen Interferometern den Rang abzulaufen, sondern eher darum dem Umsteiger vom Foucault eine einfache Alternative zu diesen Interferometern zu bieten.
    Mir als Spiegelschleifer zum beispiel kommt es nicht bei jeder Messung darauf an, den Spiegel absolut exakt mir allen möglichen Fehler per Interferogramm auszuwerten. während des Parabolisierens geht es mit halt darum mal schnell zu sehen, wo die Striche hin führen und wie weit ich noch vom Ziel weg bin. Erst in der Endphase kommt es dann auf maximale Genauigkeit an. Auf dem Weg dort hin leistet meiner Meinung nach auch ein PDI halbwegs gute Dienste.

  • Hallo Thomas,

    die Sache ist höchst einfach: Mache eigene Versuche und berichte darüber!

    zunächst sind Deine Überlegungen recht plausibel, wenn dieser Weg tatsächlich so einfach wäre. Und an der Stelle
    widerspreche ich deswegen, weil hier einer nur so tut, als wäre das alles so einfach, wie es dieser Herr sehr oft so
    macht. Die VdS-Verdienst-Medaille soll er kriegen - die iss nicht viel wert. Manche brauchen das.



    Die einfachste Art, zu so einem teildurchlässigen PDI-Plättchen zu kommen ist tatsächlich die Sache mit der Kerze und
    dem Ruß. Das habe ich ja selbst ausprobiert und beschrieben. Und mit etwas Pressluft, schlägt man ja wirklich winzige
    Löcher aus der berußten Schicht. (Siehe auch den Link, wenn man das Bild anklickt)

    Aber damit fängt das Problem erst einmal an. Nun finde mal das richtige Loch, damit kontrastreiche Streifen beliebiger
    Anzahl zu sehen sind. Und jetzt wird die Sache ausgesprochen schwierig. Natürlich gibt es jede Menge solcher Pin-
    holes auf Deinem Plättchen, nur so richtig funktionieren davon die Wenigsten. Am ehesten noch die, die fast bis zum
    Schluß kontrastreiche Newton-Ringe zeigen. Zwei solcher Plättchen habe ich mittlerweile; - meine Ansprüche an ein
    kontrastreiches Interferogramm erfüllen sie jedoch nicht. Obwohl die hier eingestellten IGramme sich doch sehen lassen
    könnten. Kontrastreich werden die nur bei einer bestimmten Position und einer bestimmten Streifenanzahl, dazwischen
    sind die Interferogramme unbrauchbar. Nun habe ich ja alles, was man für solche Versuche braucht, auch die Kugel-
    oder Parabolspiegel in Hülle und Fülle. Und nun schau Dir doch einmal das Bild 5918.jpg einmal genau an, das Du von Yahoo und anderen Foren herunterladen kannst (ein 265 f/6 uncoated parabolic mirror) Glaubst Du allen Ernstes, daß
    man mit einem solchen Interferogramm einen Spiegel auswerten kann, der keinen exakt definierten Rand hat?
    Besonders nachdem bekannt ist, wie kritisch gerade dieser Sternfreund bei anderen die Genauigkeit der Strehl-
    Auswertung reklamiert. (Die Bilder findet man bei Yahoo im Verzeichnis Firstdpi, turomaster, unter dieser Adresse, wenn
    Du Mitglied bist:
    http://tech.ph.groups.yahoo.com/group/interferometry/photos/view/5e93?b=2&m=f&o=0
    vom 11. Jan. 2007
    Übrigens: Wenn das kleine Quadrat in der Mitte eine Mittenmarkierung sein soll, dann könnte man daran auch ermessen,
    ob der Rand wirklich die Form eines Kreises hat. Tatsächlich eine Ellipse mit 529x539 Pixel und für eine exakte
    Auswertung völlig wertlos. Übrigens zeigt die transparente Schicht in oberer Skizze ebenfalls zum Prüfling,
    was dieser Herr nicht gelten lassen will.


    Die Teil-Versilberung macht Dir jeder Chemie-Lehrer am Gymnasium. Auch Kurt Wenske hat im Kapitel 4 S 65ff eine
    Rezeptur. Die muß man dann herunter-skalieren und wieder Versuchsreihen anstellen, bis man den richtigen Grad der sog.
    Density herausbekommt: Eine 100 Watt Lampe sollte man noch gerade erkennen können. Ganz ausgestestet habe ich
    diese Beschichtungs-Variante noch nicht. Wenn es soweit ist erzähl ich das hier schon.

    Von den Einflüssen, die die Lichtpunkte der Laserdioden haben, will ich nicht reden, die sieht man ausgesprochen
    deutlich am oberen PDI-Interferogramm des Sternfreundes, deutlicher noch als bei meinem Beispiel. Also nicht gerade
    überzeugend. Auch mißt man beim PDI nicht exakt auf der Achse und führt damit wieder Fehler ein.

    Fazit: Hier wird etwas als Alternative "verkauft", was eigentlich keine Alternative ist. Es ist der Marketing-Gag eines
    selbstverliebten Sternfreundes, der u.a. neuerdings das Yahoo-Forum als Spielwiese für sich mißbraucht. Die PDI-Kiste
    stammt nämlich ausschließlich von diesem Sternfreund. Die Beschreibung selbst schon uralt. Man findet sie u.a. in
    Malacara, Optical Shop Testing, S 112f,

    Quote

    first described 1933 by Linnik, rediscovered by Smartt and Strong 1972 and more fully devoloped by Smart uand Steel ...

    Dann folgt eine kurze Beschreibung. Im dreibändigen Amateur Telescope Making kann man es ebenso nachlesen wie in einer
    mir nicht mehr bekannten Sky & Telescope Ausgabe aus den 70-er Jahren. Der Sternfreund soll mal nicht so tun, als
    wäre das alles auf seinem Mist gewachsen. Derartige Versuche führten wir in den 70-er Jahren bereits durch auf
    der Basis der damaligen Veröffentlichungen. Wenn dieses bereits 1933 veröffentlichte Verfahren wirklich so
    überzeugend wäre, dann hätte es sich in der Szene lange vor den anderen Interferometern durchgesetzt.

    (vor ca. 30 Jahren gab es in der Szene einen ähnlichen Herrn, der damals auch glaubte, Optiken mit den Seidelschen
    Koeffitienten entwickeln zu können. Über die Strahldurchstoßrechnung wurde dieser Sternfreund damals sehr schnell
    entlarvt.)

    Wäre der Sternfreund an der Sache interessiert, würde er die Details etwas selbstkritischer darstellen, halt
    wissenschaftlicher.