Bath-Interferometer

     
    Siehe auch:
    http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=5231       Würzburger Tagung 2004
    http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=5088        Bath-IMeter, engl. Beschreibung
    http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=4382        Astro-foren Bath-IGramme
    http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=4267        IGramm Typologie
    http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=5096        Orginal-Veröffentlichung in SuW
    Bath-Interferometer mit Weißlicht                                 Bath-Interferometer mit Weißlicht
    http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=6084        Index-page for reports on astro-foren
    ein Interferometer entsteht
    Report/Ries ; AtmosFringe+30.VDS WÜ2005 ; AtmosFringe engl report
    Präsentation -AstroForen; Test induced Astigmatismus ; dazu Dave Rowe
    short report ; Aufbau und Funktion ; Präsentation Dave Rowe ;

     
    Eine vergleichsweise kostengünstige Lösung bietet der vor ca. 25 Jahren vom Sternfreund 
    Karl-Ludwig Bath, Emmendingen, entwickele Interferometer, um Teleskop-Optiken in den 
    verschiedensten Meßanordnungen mit Weiß- oder Laser-Licht exakt zu vermessen. Die 
    dabei erzielte Messgenauigkeit erreicht die Ergebnisse zu ca. 90% der in Industrie verwen- 
    deten Geräte. Das Schaubild zeigt den einfachen 

    Aufbau/Funktion dieses Interferometers von links:

    Ein justierfähiger Alu-Haltezylinder trägt eine handelsübliche Laser-Diode. Dessen paralleles 
    Lichtbündel trifft auf einen Strahlenteiler-Würfel 20x20x20 mm und wird in zwei 50% / 50% 
    Bündel geteilt. Teil-Bündel a) wird nun durch eine Bikonvex-Linse (10 mm Brennweite) ge- 
    schickt, fokussiert und so in einen Lichtkegel verwandelt, der die gesamte Optik einschließ- 
    lich deren Fehler erfaßt. Das zweite Teil-Bündel b) erreicht an der Linse vorbei unverändert 
    die Optik. Beide Bündel werden von der Optik (z.B. ein Kugelspiegel bzw. Autokollimations- 
    Spiegel) zurückgeschickt und vertauscht. Jetzt gelangt Teil-Bündel b) durch die Bikonvex- 
    Linse, wird fokussiert und bildet die Vergleichswelle, während das von der Optik fokussierte, 
    zurückkomende Teil-Bündel a) an der Bikonvex-Linse vorbei geht. Der Bündelabstand sollte
    nicht über 5 mm liegen, da sonst Astigmatismus in die Messung eingeht. Aus diesem Grund
    sollte auch die Bikonvex-Linse höchstens einen Durchmesser von 5 mm haben und höchstens
    ca. 2-3 mm Dicke haben.
    Im Teilerwürfel werden nach der Reflexion durch die Optik beide Teil-Bündel  -  sie sind mittler- 
    weile beide fokussiert  -  als "Lichtpunkte" räumlich wieder zusammengesetzt und interferieren 
    miteinander. Um die Interferenzen auch sehen bzw. fotografieren zu können, wird hinter dem Tei- 
    lerwürfel ein Auslenkspiegel angebracht. Zusätzlich erleichtert ein 3-fach-Kepler-Fernrohr, auf 
    die Spiegel-Optik fokussiert, die Beurteilung der Interferenzen. Im Logo der Homepage (siehe 
    unten) erkennen Sie rechts das Interferogramm eines Parabols-Spiegels aus dem Krümmungs-Mit- 
    telpunkt, Der Koordinaten-Messtisch sollte um 0.01 mm Beträge in allen drei Achsen bewegbar 
    sein. Ein Versatz dieser Lichtpunkte auf der optischen Achse erzeugt Newton-Ringe, die für die 
    Beurteilung des Astigmatismus bzw. der Roations-Symmetrie verwendet werden können. 
     
    Die Justierung der Bauteile

    beginnt auf einem Träger mit der Befestigung der Laser-Diode. Der sich anschließende Teilerwür- 
    fel wird so eingestellt, daß beide Teilbündel möglichst parallel eine ca. 3-4 Meter entfernte Wand im 
    Abstand von ca.10 mm erreichen. In das Teil-Bündel a)  wird die Bikonvex-Linse so eingeschoben, 
    daß Teil-Bündel b) möglichst konzentrisch im Lichtkegel von Teil-Bündel a) verläuft. Dieser Um- 
    stand erleichtert die spätere Handhabung enorm. 

    Justierung der Prüfanordnung:

    Grundsätzlich wird das ganze System "Interferometer" über den Koordinaten-Meßtisch bewegt. 
    Vorrausgesetzt werden muß, daß die Prüfanordnung "auf der Achse" ist, also sorgfältig justiert 
    ist, da sonst keine zurückkommenden Lichtbündel zu erwarten sind, z.B. Beim Newton-Fernrohr, 
    zusammengebaut gegen einen Flat in Autokollimation gestellt. Das Interferometer wird so posi- 
    tioniert, daß beide zurückkomende Bündel-Scheibchen etwa gleiche Größe haben, wobei der 
    Fokus von Teil-Bündel a) hinter der Bikonvex-Linse liegen muß. Auch die Höhe der Bündel sollte 
    ziemlich stimmen. Zweckmäßig ist, diese Bündel auf die Halter-Scheibe  der Bikonvex-Linse zu 
    projizieren und dann horizontal lediglich in die Linse hinein zu verschieben. 

    Beurteilung des Interferogrammes:
    Beim Kugelspiegel-Interferogramm gilt: 
    Ein Streifenabstand ist 1 Lambda Wave (Licht- wellen- länge). In Autokollimation halbiert sich dieser Wert, weil das Licht zweifach durch die Meßanordnung geschickt wird, und dadurch Abweichungen doppelt so gut zu sehen sind.   Im Ideal-Fall hat man gerade parallele Streifen. Abweichungen dazu werden  ins Verhältnis zum Streifen- abstand gesetzt und ergeben  den Lambda- Wert. 

    Der Bath-Interferometer kann als Weißlicht-Interferometer in allen Wellenlängen benutzt werden, wenn man dazu die passenden Interferenz-Filter hat, wie oberes Beispiel zeigt.
    Allgemeine Grundsätze:

    Beeinflußt werden derart genaue Messungen durch Luft- bzw. Bodenschwingungen, durch 
    Luftunruhe, oder wenn die Bauteile des Meßaufbaues nicht temperiert sind. Auch geht in die 
    Messung jedes optische Bauteil ein, und muß entsprechend berücksichtigt werden: z.B. bei 
    Kompensations-Messungen mit Zwischen-Optiken deren optische Qualität.   Der Justierzu- 
    stand der Optik bzw. der Meßanordnung täuscht ebenfalls andere Ergebnisse vor. Grundsätz- 
    lich sollte mit einem anderen Meßverfahren gegengeprüft werden: Interferometer - Ronchi- 
    Gitter - Caustic-Test. 
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    Anfragen an Wolfgang Rohr:
    e-mail: Wolfgang.Rohr@t-online.de