F127A Vergleich unterschiedlicher Interferometer

Der Verfasser hat sich in über 20 Einzelberichten intensiv mit den unterschiedlichen Typen von Interferometern befasst, hat die Feinheiten
im täglichen Umgang zu ergründen versucht auf der Suche nach dem besten Interferometer-System. Gelandet ist er jedoch immer wieder
beim Bath-Interferometer: Dort kann man Interferogramme über das gesamte sichtbare Spektrum erzeugen und dessen Interferogramme
sind äußerst kontrastreich. Weil dieser IMeter jedoch nicht exakt auf der opt. Achse "arbeitet" entsteht ab einem größeren Öffnungsverhält-
nis von f/4 ein leichter Astigmatismus von PV L/3.451 , der sich nach der Formel von Dave Rowe berechnen läßt. Also nur bei Systemen grö-
ßer F/4 könnte man im äußersten Fall  den Astigmatismus bei der Auswertung z.B. AtmosFringe deaktivieren. Bei kathadioptrischen Systemen 
muß man  jedoch auf der opt. Achse messen, da sich sonst die Vignettierung zu deutlich auswirkt. Eine Übersicht ganz unterschiedlicher Interferometer
findet man hier. 

Die opt. Komponenten für die nachfolgenden Bau-Typen kosten in der Regel nicht mehr als 500.- bis 600.- Euro. Wer jedoch einen fertigen
Interferometer bezahlen muß, darf dafür mehr als das Vierfache bezahlen. Als ehemaliger Feinmechaniker bin ich deshalb nicht auf fremde
Hilfe angewiesen. 

Massimos Bath-IMeter mit WeißlichtMassimos Bath-IMeter mit WeißlichtStoffies Bath IMeter ,   Ceravolo Interferometer ,   
Massimos Twyman-Green IMeter Scattered plate Interferometer - BenischeckPoint Diffraction Interferometer  ,  2, Link , 3. Link

Der Twyman-Green Interferometer

Mit diesem Interferometer hat sich der Autor etwas zwei Stunden lang beschäftigen dürfen. Leider ohne eigene IGramme damit erzeugen
zu können.  Zunächst soll man an der Laser-Hülse links mit einem Laser-Chesire Okular die grobe Richtung einstellen. Anschließend
wird in die gleiche Hülse ein künstlicher Stern eingesteckt und am mittleren/unteren Ausgang mit einem Okular zentriert. Damit ist
aber leider die 3. Achse, der exakte Fokus-Punkt des Interferometers nicht bestimmt, sodaß man im günstigsten Fall kleine kreis-förmige
Igramme erhält, ein Hinweis darauf, daß man den Fokus verfehlt hat.  Von meinem eigenen Twyman-Green weiß ich, daß auch der exakte
Fokuspunkt wichtig ist, wenn man nicht zuviel Zeit mit Suchen verlieren will. Auch taucht bei diesem IMeter das Problem der Licht-Quelle
auf. Die Schwankungen liefern im Wechsel kontrast-reiche/-arme Interferogramme ab. Ich vermute, daß man dies nur mit einer stabilisieren
Laserdiode lösen kann.   Hauptkritik ist also das umständliche Suchen, bis das System interferiert. Nur wenn alles drei Koordinaten exakt
zusammenfallen, bekommt man Interferogramme.  In meinem Fall habe ich das so gelöst, und wußte auch über ein gleichbleibendes Okular, 
wo genau der Fokus liegt. 
  Mit demBath-IMeter hat man es da wesentlich einfacher.




Das Einrichten (align) dieses Twyman-Green-IMeters ist beschwerlich, wenn man kein einfaches Verfahren hat, die beiden Lichtpunkte räumlich
zueinander zu führen. Das mindert schon erheblich die Lust einer qantitativen Messung einer Optik vor dem Planspiegel. Es entstehen dann,
vermutlich abhängig von der nicht stabilisierten Lichtquelle des Lasers unterschiedlich kontrastreiche Interferogramme, sowohl bei dem fremden
IMeter als auch bei meinem erkennbar.

Ein ganz wesentliches Merkmal zwischen Bath- und Twyman-Green-IMeter ist jedoch die Genauigkeit der opt. Komponenten:
 Während beim Bath-IMeter sich Fehler in Teilerwürfel und Bikonvex-Linse durch die Doppelbenutzung kompensieren, muß
beim Twyman-Green-IMeter der Teilerwürfel ohne Fehler sein. Astigmatismus würde man sofort im Ergebnis erkennen.                   





Bei der räumlichen Zentrierung des GRZ-Twyman-Green-Interferometers müssen die beiden Lichtpunkte in X, Y und Z zur Deckung gebracht
werden, damit Interferogramme entstehen. Besonders der richtige Fokus ist ein Problem - weil er mit einem Okular gelöst werden muß. Dabei
sollte das Okular unbedingt auf den ersten feststehenden Punkt fokussiert werden, damit man den Fokus des zweiten, von der Prüfoptik
kommenden Punkt findet. Man sollte deshalb immer das gleiche Okular verwenden, und auch den Fokus des ersten Bündels, das von Laser-
modul, Pinhol, Teilerwürfel und Planspiegel erzeugt wird, vorher einstellan kann. Eine Besonderheit bildet der kleine Planspiegel hinter dem
Teilerwürfel. Bei dieser Variante liegt der Fokus des 1. Bündels etwas näher am Betrachter, was aber prinzipiell optisch nicht stört. In meinem
Fall ist das eine kleine Sphäre.     



Bei meiner  Bauweise wird das Okular räumlich, also in X, Y und Z eingestellt, also mittig auf diesen Punkt fokussiert, wie der vom Lasermodul
über eine "ball-lens" erzeugt und durch den Teilerwürfel zur Sphäre links und von dort zurück zum Okular gespiegelt wird. Der zweite Punkt, der
von der Prüfoptik zurückgeworfen wird, muß mit dem ersten zusammenfallen.                 






some technical notes, choosing the best reference element

This GRZ-model uses a flat mirror as reference element. My model uses a spherical mirror, next picture,  why ?

Every kind of interferometer works, if the both light points are   congruent with one another in X, Y and Z. The light point at the GRZ-model
you will find it at the beginning after the laser-modul. There you have to put the second boundle/laser light point from the tested optic.
Then these two points will interfere. In this model you have much problems to find that .

Thats the reason, better to use a small sphere. This creates a seperated light point, that you better can control with an eyepiece. The second
light point from tested optic you just move to the first point in X, Y and Z, and now the systems creates interferogramms faster.           




So,   if anybody buys the GRZ-model interferometer, you should get an accurate instruction for use: What kind of eyepiece and the fokus of it.
Or you substitute  the reference flat by the sphere. 

A technical suggestion

Both boundles what interfere  at  the laser module  beginning. So that two points they have to put together. One way for controlling that
is using a small Kepler telescope what is focuses at the first light point at the laser module. The second boundle from the tested optic can
controlled till it is at the same position.  


F142-01 Kreuztisch und andere Zusatzgeräte

Kreuztisch für die Mikroskopie Zanger & Söhne