Самодельный интерферометр

[how_eee]

Друзья, спасибо за вашу помощь и советы. Купил новую лазерную указку, выбирал в магазине из нескольких у кого луч "красивее".
Приобрёл микроскоп с подвижками, немного его переделал и водрузил на него интерферометр. (заодно и бинка появилась).  Стало намного проще работать и управлять линиями. Сделал крепление для телефона, хотя и с рук фотоаппаратом получается нормально.
Результат меня очень порадовал.
Теперь пришёл час разбираться как это все добро обсчитывать и анализировать.
Какой софт лучше использовать, какой проще для начинающих? Какой лучше?
Надо изучить интернеты, но сил уже нет на сегодня.
Может кто обсчитает если не лень мою картинку? Зеркало 114мм, фокусное 430. Лазер красный.
Конечно и так видно что оно кривое и перепараболизовано, но все ж.

[Fidel]

Пока ещё грязновато, но уже значительно лучше, чем было.

ДФТ-фринджем народ считает. Он доступен. Даже, если не ошибаюсь, с исходниками.

[how_eee]

Почти во всем разобрался в ДФТ фринже. Довольно простая программа, но есть пара непонятных моментов.
1. Нужно ли в программе гдето выбирать что используется именно ваннометр? Читал где-то раньше что-то типа "двойной ход лучей".
2. Красный лазер 640 или 650 нм?
3. Что такое значение "piston"?
4. "Spherical" это величина отклонения поверхности зеркала от сферической? (или от выбранной нуль фигуры?) Как можно и можно ли пересчитать этот параметр в аберрацию между центральной и крайней зоной? ДельтаS по Сикоруку.

[how_eee]

Вот тут я выложил результаты сравнения анализа итерферограммы с реальными фотографиями теневой и решетки Ронки.
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,167191.msg4650934.html#msg4650934

[lx75]

Здравствуйте.
Расскажите как происходит настройка схемы контроля.

[Fidel]

http://astro.chubukov.com/sites/default/files/webform/samodelnyy_interferometr_basa_bath_interferometer.pdf

стр.18

[lx75]

Спасибо Фидель Викторович!

[Yuri P.]

Я вчера закончил ковку
И два плана залудил...

Пару недель назад занялся поиском "чистого луча" для и-метра. Вчера получил результат, который может быть полезен другим.
Существующий и-метр с grin lens делал дело, но было много паразитной грязи в изображениях 

Сначала рассматривал традиционный пространственный фильтр: точечная диафрагма (pinhole PH) + объектив от микроскопа.
Имел на полке несколько кандидатов, которые проверил на годность.
Эти объективы можно разбить на две группы, одни скорректированы для определенной длины тубуса (160мм, 170...) , вторые на ∞ (бесконечность).
Первые имеют как правило очень короткий рабочий отрезок за исключением 10Х. См. таблицу. Вторые получше в этом отношении, но для тех и других есть
общая проблема - для получения конуса света контрольной ветви как указано на объективах (NA 0.3, к примеру) необходимо засвечивать их широким пучком.
Обычный луч полупроводникового лазера имеет ø3÷4мм, т.е ~ половина, а значитt и выходящий конус будет уже.
Желательно было иметь NA ~0.20÷.25.

На фото:
микроскопные объективы на выбор
таблица их характеристик
как выглядит луч лазера на выходе объектива без фильтрации

[Yuri P.]

Теоретический размер PH для идеального фильтра достаточно мал и накладывает серьезные требования к точности передвижек.
Из чисто практических опытов понял что минимальный диаметр который "потяну" 10мк.  Для такой диафрагмы требуются передвижки чувствительностью в 5÷10 выше, т.е 1÷2мк.
Имея 2мк и 5мк, попробовал - 5мк еще можно "вытянуть" с микронной подвижкой вдоль оси, 2мк уже не пробовал. Кроме подвижек ужесточаются требования к жесткости конструкции и-метра... т.е. "тупик".
Еще одно ограничение для пространственного фильтра - рабочий отрезок, уже писал он короткий, а для установки PX  необходимо ~1мм как минимум.
По сей причине объективы 40Х и более не подходят, хотя имеют бОльшую числовую апертуру.
Из приложенного списка отобрал тройку объективов, который отвечали требованиям.
Но тут еще возникла одна засада  - при хорошей фильтрации пространственного фильтра оставалась неравномерность засветки и чувствительность конструкции к прикосновениям, перемещениям. А ведь и-метр предназначен для работы в обычном 2-х дюймовом фокусере.
Для борьбы с неравномерностью попробовал фильтровать лазерный луч дважды: на "морду" лазера установил небольшую линзочку (фокусом ~15мм) и сфокусировал луч на 200мк РH,
что улучшило фильтрацию, но неравномерность среза конуса света контрольной ветви все же осталась.

На фото:
формула определения диаметра ПХ +
изменение картинки фильтрованного луча по мере приближения к фокусу
сравнение одиночного с двойным фильтрованием

[Yuri P.]

Следующий шаг предпринял по совету Bruce Griffiths (Interferometry@groups.io), а именно использовать для выделения single mode лазера - световод (single mode fiber).
Подобный световод работает как фильтр даже лучше чем вышеописанный, но теоретически может засветить числовую апертуру 0.1÷0.15 - мало!
Пришлось добавить коллиматор, схема стала такой: лазер, объектив микроскопа (10Х, 160), входной конец световода, далее 2 метра свет идет по световоду, фильтруется. На выходе конца световода ø4мк имеем чистую сферическую волну (!), далее устанавливаем коллиматорный объектив чтобы на выходе иметь параллельный пучок ø6÷7мм, запитываем им объектив микроскопа, который теперь дает почти рассчетную числовую апертуру 0.27 из 0.30 !
 Что еще в остатке: неравномерность освещения, но уже другого порядка - по сути Гауссовское распределение с потемнением к краю. Из двух объективов прошедших "конкурс" :
20Х, 0.30, ∞  и объектив от небольшой камеры слежения выбрал второй - у него спад освещения к краю менее выражен.
Вчера подсоединил чистый луч к и-метру - результат на картинке.

На фото:
луч на выходе световода NA~0.14 + после объектива камеры NA 0.22 + объектива микроскопа NA 0.27
схема и-метра со световодом
интерферограмма

[Fidel]

Замчательно, но громоздко. В окулярный узел это вряд ли впихнёшь.

Юрий, а книжка то интересная?

[ysdanko]

Следующий шаг предпринял по совету Bruce Griffiths (Interferometry@groups.io), а именно использовать для выделения single mode лазера - световод (single mode fiber).
Подобный световод работает как фильтр даже лучше чем вышеописанный, но теоретически может засветить числовую апертуру 0.1÷0.15 - мало!

Где то читал патент, для чистки лазерного луча можно использовать и многомодовое волокно. Но там необходима дополнительная модуляция. Волокно наматывается на пьезо-керамику трубчатой формы и на нее подают переменное напряжение. В результате  интерференции конкурирующих мод и происходит очистка лазерного луча...
Вот только не понятно как там с длиной пространственной когерентности, впрочем вопрос касается и одномодового волокна. Изменяет ли такой световолоконный фильтр длину когерентности и насколько?

[serega2007]

     Совсем отстал от жизни . По прежнему считаю ,  что интерферометр ЛА и на фиг не нужен . Быть может , на Астрофесте просветлюсь .
     Да и постройка интерферометра обойдется всяк дороже постройки телескопа .
     
     Удачи ! Господа !

[kramvalera]

Следующий шаг предпринял по совету Bruce Griffiths (Interferometry@groups.io), а именно использовать для выделения single mode лазера - световод (single mode fiber).
Подобный световод работает как фильтр даже лучше чем вышеописанный, но теоретически может засветить числовую апертуру 0.1÷0.15 - мало!

Где то читал патент, для чистки лазерного луча можно использовать и многомодовое волокно. Но там необходима дополнительная модуляция. Волокно наматывается на пьезо-керамику трубчатой формы и на нее подают переменное напряжение. В результате  интерференции конкурирующих мод и происходит очистка лазерного луча...
Вот только не понятно как там с длиной пространственной когерентности, впрочем вопрос касается и одномодового волокна. Изменяет ли такой световолоконный фильтр длину когерентности и насколько?

Для одномодового волокна длиной 25 м ничего с длиной когерентности заметного не происходит, если его поставить после фокусатора лазерного луча и на выходе поставить коллиматор. Проверялось, правда на длине волны 1 мкм.
Одномодовое волокно, например,  у ПТТплюс имеет разумную цену и применять многомод нет смысла, все равно надо будет применять на выходе коллиматор и обьектив для достижения требуемой апертуры.
Коллиматоры удобны те, что с зумом и кольцом фокусировки для подбора точной фокусировки.

[Gleb1964]

Где то читал патент, для чистки лазерного луча можно использовать и многомодовое волокно. Но там необходима дополнительная модуляция. Волокно наматывается на пьезо-керамику трубчатой формы и на нее подают переменное напряжение. В результате  интерференции конкурирующих мод и происходит очистка лазерного луча...

Есть такой термин "mode scrambling" - смешивание мод. Применяют и статические конструкции, многократно изгибая волокно, и динамические, когда постоянно меняют оптическую конфигурацию волокна. В последнем случае работает не конкуренция мод, а усреднение движущихся мод за время накопления детектором.

[Vladstar]

Коллиматоры удобны те, что с зумом и кольцом фокусировки для подбора точной фокусировки.

Правда и цена такого коллиматора под 200 000 р.
 Сам подыскиваю какой-нибудь коллиматор (расширитель), пусть даже китайский, диаметром около 16 мм для увеличения диаметра лазерного луча раз в 7-10 раз, "обрезав" диафрагмой грязную периферийную часть излучения.
Имеющегося 3-хкратного маловато.

[kramvalera]

да ладно, это была доля шутки. serega2007 правильно написал, одиночный интерферометр слишком дорог, если этим не заниматься профессионально.

[serega2007]

    Интерферометр - очень и очень интересно . Практический толк - в пределах разумного . У нас вся Молодежь подсела . Чуть ли не еще матовые детали под интерферометр . И бесполезно говорить , что незачем глаза ломать , дабы к тридцати уже ни фига не видеть . Сам стараюсь использовать интерферометр в основном для аттестации , для бумажки .
    Зеркало к интерферометру из принципа делал с классическими методами контроля . И с ними еще было к чему придраться . Ну а интерферометр показал , что вполне нормально , можно шабашить , что и было сделано .
    Но повторю , что интерферометр - это интересно .

[Клевцов Юрий Андреевич]

    Интерферометр - очень и очень интересно . Практический толк - в пределах разумного . У нас вся Молодежь подсела . Чуть ли не еще матовые детали под интерферометр . И бесполезно говорить , что незачем глаза ломать , дабы к тридцати уже ни фига не видеть .

За 30 - 40 лет работы с интерферометром ведущий глаз теряет способность к различению цветов, а
затем слепнет. Проверено на горьком опыте (не собственном, конечно). Так что, желаю удачи...

[Дмитрий Маколкин]

Камер сейчас полно, всё равно снимать и в комп засовывать на обработку. Раньше - да, ещё в 90-е глазом смотрели