Метод фазового контраста (Zernike & Lyot phase contrast)

[Boris Green]

Предлагаю обсудить метод фазового контраста для исследования оптики.

http://starryridge.com/mediawiki-1.9.1/index.php?title=Phase_Contrast 



Дома попробовал негативную пленку с резких переходом окраски и закопченный поликарбонат. Ничего не получилось. В выходные доеду до плоскопараллельных пластин, закопчу и проверю.
Правильно ли я понимаю, что нужна прозрачная пластина с темной полосой. Реализуем метод Фуко, используя переход просвет-затемнение в качестве ножа? Толщина напыления влияет на сдвиг фазы и яркость\контраст картинки.

Что можно использовать в качестве ножа? Только закопченое стекло? Металлические напыления? Например, на полупрозрачном зеркале протравить прозрачную полосу.

[Mak]

а нужен ли он вообще, этот метод?

[Boris Green]

Нужен, однозначно!
Сегодня нашел стекло 2мм толщиной, вырезал прямоугольник и над свечой напылил копоть. Толщину копоти сделал плавно растущей. Самая темная часть была покрыта 7-8 раз над свечой.

Методика: покрываем стекло копотью, проводим деревянной иглой полоску. Получается прозрачная полоса, окруженная копотью. По методу Фуко находим острие светового конуса и отсекаем при помощи верхней или нижней части прозрачной полосы. Т.е. используем прозрачную_закопченую поверхность. В момент, когда прозрачная часть сместилась и закопченая часть начала перекрывать свет, видим чудесную картину поверхности зеркала!

По методу Фуко я не видел ничего критического, только плоский рельеф с поволокой. При помощи фазового контраста нашел на зеркалах зоны, валики, бугры, шероховатости! Картина фантастическая!

Сфотографировать трудно - нет подвижек и оптической скамьи...  Попробуйте сами - зрелище фантастическое.

[Карат]

...... При помощи фазового контраста нашел на зеркалах зоны, валики, бугры, шероховатости! Картина фантастическая!

..  Попробуйте сами - зрелище фантастическое.

Метод не количественный. Картинка фантастическая, но что нам с этого?
Цифра нужна в 21 веке, скупая, скучная цифра 

[Boris Green]

Метод не колличественный. Картинка фантастическая, но что нам с этого?
Цифра нужна в 21 веке, скупая, скучная цифра

Цифру дает тот же кухонный Бас с обсчетом, но такие мелкие детали он не захватывает. С фазовым контрастом мелкие ошибки превращаются в настоящие горы и плато, кажется, будто можно потрогать.

[Карат]

- Цифру дает тот же кухонный Бас с обсчетом

- С фазовым контрастом мелкие ошибки превращаются в настоящие горы и плато, кажется, будто можно потрогать.

- Что есть кухонный Бас?
 - Зачем нам горы и плато?
Ошибки есть всегда, идеальных поверхностей не бывает. Короче -цифирь нужна, арабская, например 0,85. Или на крайней случай - ошибка 1/4 полосы.

[Boris Green]

- Что есть кухонный Бас?
 - Зачем нам горы и плато?

1. Интерферометр Баса. Собрал практически на коленке из компонентов surplusshed и чулана. Значение полученного Штреля и формы зеркала коррелирует с проверкой визуально по звезде, Ронки и т.д.
2. Кому что. Мне горы тоже нужны.

[Mak]

просто если верить забугорному справочнику (под ред. Малакары) метод фазового контраста обладает чувствительностью "0,1 нм при контрасте 15%"
т.е., грубо говоря, ну увидели Вы "горы" высотой 2-3 нм, и что с того?

[Fidel]

Чтобы из фазового контраста "выжать" цифирь придётся собрать интерферометр вертикального сканирования:

[Mak]

А можно ли этот мтод "контролируемо загрубить"? Сделать так, чтбы были видны "горы" высотой больше, например, 20нм, а меньшие были бы не видны.

[Boris Green]

Удалось сфотографировать жалкое подобие того, что видит глаз при коррекции положения пластинки.
Видны 2 зоны, бугор в центре и завал края.
В теории, это должна быть сфера с плоским рельефом.

[INPan]

Удалось сфотографировать жалкое подобие того, что видит глаз при коррекции положения пластинки.
Видны 2 зоны, бугор в центре и завал края.
В теории, это должна быть сфера с плоским рельефом.

А фукограмма сильно от этого отличается?

[leonids'99]

По методу Фуко я не видел ничего критического, только плоский рельеф с поволокой. При помощи фазового контраста нашел на зеркалах зоны, валики, бугры, шероховатости! Картина фантастическая!

Спасибо за тему! Интересная, буду следить.

[Boris Green]

А фукограмма сильно от этого отличается?

Отличия заметные. На фукограмме не могу увидеть мелкие зоны в районе 0.3R и в центре. Общая картинка "плоская", без рельефа, без объема и деталей. И контраст очень слабый. На уровне глюка виден плавный бугор, начинающийся от центра до 0.7R. Валик не заметен.

При фазовом контрасте все зоны и мелкие детали словно подкрашиваются и приподнимаются.

Малакара пишет "..снижая соответствующим образом интенсивность фона, можно повысить видимость очень слабого отклоненного света, который иначе не был бы зафиксирован, так как возрастает контрастность составляющей интенсивности, определяющей наличие погрешностей, т. е. картины, наложенной на интенсивность фона в плоскости изображения, и рассматриваемый метод приобретает высокую чувствительность обнаружения малых аберраций. "

PS я использовал белый светодиод с пинхолом. Щель попробую позже.

Спасибо за тему! Интересная, буду следить.

Приятно слышать!

[Piter_Korn]

Борис, а какая ширина щели у Вас была при испытании сферы ? Если сделать щель 2 или даже 1 сотку, то тоже много чего проявится на теневой картине.

[Boris Green]

Борис, а какая ширина щели у Вас была при испытании сферы ? Если сделать щель 2 или даже 1 сотку, то тоже много чего проявится на теневой картине.

У меня отверстие в фольге наколото иглой на стекле. Диаметр неизвестен..
Изготовление щели в 0.01мм сейчас затруднительно для меня.
---------

Рор пишет, что используется пластинка с сажей, полоса на негативной пленке. Некий Алоиз использует стекло с напылением алюминия. Еще делают пластинки с напылением вольфрама 55нм.

Фото негативной пленки (фото белой полоски на черном фоне): http://www.astrosurf.com/tests/images/contrast/lame3.jpg  ширина черной линии 0.4мм

1. фото, как фазовый фильтр сдвигает фазу
2, 3 фото зеркал

[Boris Green]

Для сравнения методов Фуко и фазового контраста. Фото Рора.

В методе Фуко на расстоянии в несколько метров я слабо вижу теневую картину. С контрастом - отлично. Еще лучше, если прикрепить мелкий телескоп.

[Fidel]

//В методе Фуко на расстоянии в несколько метров я слабо вижу теневую картину.

Прибор паршивый.

Фокограммы довольно сложно качественно отснять - это видно по трём представленным слева. Они мало похожи на то, что видел Рор глазом. Разве что нижняя.

Фазоконтраст лучше выходит при съёмке. Вот, наверное, и всё.

[Piter_Korn]

Я не случайно задал свой вопрос. При полировке зерк. была достигнута "гладкая" поверхность при ширине щели порядка 0,05  мм. После замены св.диода на более яркий и уменьшении ширины щели ~ до 0,015 мм "вылезла" куча ранее незаметных локальных ошибок. Наблюдать тен. картину стало гораздо труднее из за мешающих восходящих потоков воздуха. Сначала зерк. было похоже как на lyot-test 01  , но при  продолжении полировки поверхность сгладилась.

[Fidel]

//Наблюдать тен. картину стало гораздо труднее из за мешающих восходящих потоков воздуха.

Практически всегда - если по теневой не пробегают облака, значит вы её не видите