Кто тут хотел сделать интерферометр на кухне?

[Дмитрий Серегин]

Поляризатор желателен,будет лучше  контраст. Без поляризатора могут быть проблемы с контракстом
Лазерами ГН-0.5, ГН-1, ГН-2П  не пользовался. Лзаер ЛГН-303 с блоком УПИ дает неплохой контракст Лазер ЛГН-302 с блоком УУПИ-2 контракст очень прекрасный.
Не помню какой был лазер. но без поляризатора не было совсем никакой контрактности.

C Рязанскими(НПО ПЛАЗМА http://www.plasma.com.ru/) ГН-ами сталкивался, у них ощущаются провалы в когерентности кратные длинне резонатора( разность хода в опорной и рабочей  ветвях интерферометра).
Лучше работали Львовские (ГП Полярон http://1019.ukrindustrial.com/) ЛГН-207, ЛГН-208 у них этих провалов не было, но сейчас говорят, что они стали не долговечны... 

По ЛГН-303 ЛГН-302, полностью согласен.

Таки что же это получается, граждане? А? Типа честный твердотельный лазер с удвоением частоты? Без китайских обманок и зеленых стекляшек? А может быть всетаки у него достаточная для интерферометра длина когерентности? Вот ведь видел где-то в сети наш отечественный подобный модуль, тоже зеленый, у которого длина когерентности заявлена под десяток метров, но ценою в ~$2000. Устройство то очень похоже. Ну так есть смысл пробовать?

За $2000 - это похоже на правду.

Использование интерферометра Майкельсона
для определения механической стабильности голографической схемы и измерения длины когерентности лазера

[Ясь]

"Инфракрасный светодиод" в зеленом DPSS-модуле -- это мощный ИК-лазерный диод, милливатт 200! Так что глаза повредить им проще простого...
Насчет длины когерентности -- если от толстой стекляхи наблюдается контрастная интерференционная картина в виде муарового узора, то длина когерентности как минимум равна удвоенной толщине стекляхи на ее показатель преломления. А у гелий-неонового лазера с резонатором длиной 15-30 см кратковременная длина когерентности -- в худшем случае метры. При одном условии -- лазер должен иметь одну поперечную моду. Если диаметр капилляра 0,7-0,8 мм, это так. Но по мере прогрева частота будет проходить по всему контуру линии усиления, и долговременная длина когерентности составит те самые 18 сантиметров. То есть глазом полосы будут видны, но со временем будут ползти. А если снять на пленку с длительной выдержкой (как в случае голографии), на ней ничего не получится, так как за время выдержки полосы смажутся.
А провалы в видимости полос -- признак генерации на двух или больше продольных модах, что всегда бывает при длинном резонаторе, если нет селекции продольных мод, например, с помощью эталона Фабри-Перо в резонаторе. При коротком резонаторе в полосу усиления всегда попадает только одна мода.

[АндрейЦ]

Пылятся тут у одних знакомых два лазера ЛГ38 и ЛГН-404-А.
Нет ли у кого документации на них.Особенно интересует запитка.

[bibliograf]

 Вряд ли удасться их запустить... Лазерные трубки гелий-неоновых лазеров, увы, недолговечны - оптические
окна приклеены эпоксидной смолой, а заполнение трубки - смесь гелия и неона при 8-10 Торр. Гарантийный
срок хранения -год -из-за натекания воздуха.  Правда, если трубка работает регулярно, воздух удаляется
специальным подогреваемым геттером ( в блоках питания предусмотрен специальный режим для этого) -
и трубка может служить лет 10-15. Перезаполнить трубку теоретически возможно, но малореально.
Вобще ЛГ-38 - излюбленный лазер оптиков, мощный-50мВт, одномодовый, с большой длиной когерентности.
Единственный недостаток - длинная трубка -1.5 метра - и большой вес - килограмм 80 - из-за массивной рамы из
инваровых стержней на чугунных опорах.
Которые хотят построить неравноплечий интерферометр на кухонном столе, должны обзавестись самим столом.
Интерферометрический стол СИН -изделие НПЗ -чугунная плита, покоящаяся на пяти автомобильных камерах,
вся конструкция весит тонны полторы...Для неравноплечих итерферометров жесткая монтировка необходима,
смещение зеркал на половину длины волны - уничтожает интерференционную картину - так же влияют и конвек-
ционные потоки. Майкельсон и Морли для установки своего интерферометра  воспользовались неликвидной
гранитной могильной плитой -  Эдвард Морли был профессор теологии и пресвитерианский проповедник - так что
такие изделия у него были под рукой. Плита плавала в чане с ртутью!
К счастью, существует нечувствительные к вибрациям интерферометры с совмещенными ветвями - интерферометр
Берча и интерферометр-с-дифракцией-на-точке в различных вариантах - в них соблюдается равенство оптических
путей и требования к когерентости источника света нестрогие - в некоторых случаях может быть даже немонохрома-
тический свет.
Не выходя из кухни, всякий сможет уяснить себе понятие "длина когерентности": взяв два чисто вымытых осколка
обычного стекла - площадью пару квадратных сантиметров - сложите их вместе и получите картину колец Ньютона
в видимом свете. Теперь внесите в пламя обычной газовой горелки клок асбеста или стеклоткани, пропитанный
поваренной солью - пламя окрасится в монохроматический желтый цвет линии натрия 589 нм. Посмотрите, что стало
с интерференционной картинкой между стеклами - попробуйте раздвигать стекла - и убедитесь, что можно получить
около сотни полос. Теперь можно взять натриевую лампу высокого давления -ДНат - это желто-оранжевая лампа
для уличного освещения - и убедится, что картинка становится малоконтрастной - из-за уширения спектральных
линий при разряде в парах натрия высокого давления.

[Дмитрий Маколкин]

...
Которые хотят построить неравноплечий интерферометр на кухонном столе, должны обзавестись самим столом.
Интерферометрический стол СИН -изделие НПЗ -чугунная плита, покоящаяся на пяти автомобильных камерах,
вся конструкция весит тонны полторы...Для неравноплечих итерферометров жесткая монтировка необходима,
смещение зеркал на половину длины волны - уничтожает интерференционную картину - так же влияют и конвек-
ционные потоки. Майкельсон и Морли для установки своего интерферометра  воспользовались неликвидной
гранитной могильной плитой -  Эдвард Морли был профессор теологии и пресвитерианский проповедник - так что
такие изделия у него были под рукой. Плита плавала в чане с ртутью!
К счастью, существует нечувствительные к вибрациям интерферометры с совмещенными ветвями - интерферометр
Берча и интерферометр-с-дифракцией-на-точке в различных вариантах - в них соблюдается равенство оптических
путей и требования к когерентости источника света нестрогие - в некоторых случаях может быть даже немонохрома-
тический свет.
...

Да, конечно, гранитный стол, плавающий в ванне с ртутью - это хорошо, но совершенно не практично в любительском телескопостроении.
В Интесе интерферометр покоился на столешнице, установленной на слабо накачанные резиновые камеры для колёс, телескоп покоился на деревянной раме, и работать было можно, пусть со сложностями - но можно.
Аналогичный стенд сделал Анатолий Санкович, причём он даже на камеры не ставил. Стабильность картинки вполне достаточная для визуальных наблюдений, а уж для фотографирования с короткой выдержкой - и подавно...
Про интерферометры с совмещёнными ветвями - знаем, но там свои заморочки...
Имел возможность покрутить интерферометр бокового сдвига и интерферометр радиального сдвига, удобно, слов нет. Но готового софта для обработки интерферограмм бокового сдвига я не нашёл, а у радиального сдвига есть проблема центрального экранирования - центральная зона должна быть и работать...
Так что пока попробуем выбранный вариант, а там посмотрим, насколько всё будет адекватно.

[AAV]

Вобще ЛГ-38 - излюбленный лазер оптиков, мощный-50мВт, одномодовый, с большой длиной когерентности.
Единственный недостаток - длинная трубка -1.5 метра - и большой вес - килограмм 80 - из-за массивной рамы из
инваровых стержней на чугунных опорах.

Припоминаю лет 20-25 валялись у нас такие монстры, списали их из-за неудобства пользования. Схема контроля бывала намного меньше этих монстров. И излюбленым некогда не был.
К примеру ЛГН-302 у меня лет 7 пашет, правда другой и 2 года не протянул.

Которые хотят построить неравноплечий интерферометр на кухонном столе, должны обзавестись самим столом.
Интерферометрический стол СИН -изделие НПЗ -чугунная плита, покоящаяся на пяти автомобильных камерах,
вся конструкция весит тонны полторы...Для неравноплечих итерферометров жесткая монтировка необходима,

Неравноплечий итерферометр стоит прямо на оптической скамье, на одной площадке с оптической схемой и занимает место не больше теневого прибора.Никаких проблем нет, если нет влияний вибрации на оптическую схему.

Да, конечно, гранитный стол, плавающий в ванне с ртутью - это хорошо, но совершенно не практично в любительском телескопостроении.

Нечего хорошего ртутью дышать.Да и в промышленом проиводстве тоже. На хорошей оптической скамье нет никаких проблем для контроля с неравноплечим  итерферометром.

[bibliograf]

 Ртутная ванна нужна была Майкельсону и Морли по условиям опыта - во время измерений
интерферометр медленно вращался, ртуть служила подшипником. Есть еще старинный
способ защиты от вибраций - струнный подвес - плита интерферометра подвешивается
на трех прочных проволоках - так раньше виброизолировали высокочувствительные
гальванометры и электрометры. Но наверное, проще всего - фотографировать с короткой
выдержкой интерференционную картину, надеясь, что полосы эа время экспозиции оста-
нуться устойчивыми.

[AAV]

Проблема не в неравноплечим  итерферометре, а в виброизолировании всей схемы контроля. Неравноплечий итерферометр ставим в схему контроля, а не схему контроля подставляем к интерферометру.Сам интерферометр это малогабаритный прибор Умещяющий на пластине шириной 70мм и длиной 300-400мм, которая стоит на стойке с микроподвишками по высоте, стороне, и фокусу. Вот микроподвишеи нужны точные и плавные для совмещения интерферометра с схемой контроля и получения интерфероционных  полос. Чем выше апертура схемы контроля тем более точные нужны микроподвишки.Стойку можно сделать любых размеров, главное микроподвишки. Сам вес интерферометра не больше 5 кг вмести со стойкой.Лазер стоит отдельно от интерферометра.
P.S.Да если кто и надумает сделать и сделает подумайте о защите глаз при визуальных наблюдениях, яркость изображения может быть сильная. Тем более если все детали в схеме с алюминеевым покрытием.Для глаз такое яркое красное изображение совсем не полезно. Нужно будет смотреть через зеленый фильтр. а то и два

[Дмитрий Серегин]

Может будет полезно:

Описание оптической схемы разноплечей интерференционной установки.
Схема установки представлена на рис.1.
Пучок лучей от газового ОКГ (I) направляется в микроскоп (2) со стороны окуляра и фокусируется в точку (3), расходящийся пучок идет на разделительный кубик (4) ; часть пучка отклоняется и попадает на исследуемое зеркало (б), а другая часть проходит на эталонное зеркало (5). Зеркало (б) установлено так, что точка (3) является его центром кривизны. Лучи,отраженные от зеркала (6) возвратятся обратно по своему пути до разделительной плоскости кубика (4), а затем часть из них пройдет в точку 3', а часть в симметричную ей относительно кубика точку 3".
Отличие от схемы, предложенной ГОИ (I) состоит в замене микрообъектива на микроскоп (2). Применение микроскопа дает возможность получить в точке (3) дифракционную точку благодаря строгой параллельности пучка лучей лазера и не пользоваться диафрагмой.
I
3. Конструкция установки Внешний вид интерференционной установки показан на рис.2.
1. ОКГ-П с блоком питания.
2. Микроскоп.
4. Светоделительный кубик. 5. Эталонное зеркало. 13. Фотоаппарат.
Все детали установки, за исключением ОКГ, укреплены на общем рельсе (21). Для устранения воздушных потоков исследуемое зеркало помещается в кожух (22).
Для уменьшения влияния вибрации вся установка размещена на тяжелой железной станине (23), поставленной на аммортизаторы - автомобильные камеры (24).
Светоделительный кубик находится на столике, имеющем винт (8 ) для наклона его в вертикальной плоскости и винт (7) для разворота в горизонтальной плоскости. Эталонное зеркало (5) разворачивается в горизонтальной плоскости при помощи винта (9) и наклоняется в вертикальной плоскости винтом (10).
Фотоаппарат (13) крепится на стойке (II) винтом (12). Эталонное зеркало и микроскоп кроме того имеют микроподвижки вдоль оптической оси (соответственно 14,15) и в плоскости, перпендикулярной ей (соответственно 16,17) ; а столик для кубика снабжен микроподачей (18) в горизонтальной плоскости, перпендикулярной оптической оси. Стойки для эталонного зеркала, свето-делительного кубика, микроскопа и фотоаппарата имеют винтовой
механизм (19) вертикальной подачи, нужная высота фиксируется Стопорным винтом (20).
К микроскопу прилагается набор сменных объективов. Выбор того или иного объектива зависит от апертуры контролируемого
зеркала.
Для полной засветки проверяемого зеркала апертура объектива микроскопа определяется из выражения
A >= D/R ,
где D - диаметр, а  R - радиус кривизны проверяемого зеркала.

При увеличении рабочай апертуры сильно возрастают требования к углам между гранями кубика, а ошибки углов приводят к астигматизму в интерференционной картине.


 

[Anton]

Применение микроскопа дает возможность получить в точке (3) дифракционную точку благодаря строгой параллельности пучка лучей лазера и не пользоваться диафрагмой.

Не понял. А как же пространственная сепарация мод? Как ее осуществлять в таком случае? Вот я проверил, мой лазер при небольшом токе и в холодном состоянии генерит три моды. Хочу выделить одну из них при помощи микрообъектива и диафрагмы - борьба за длину когерентности. Прошу разжевать мне принципиальную разницу в схеме с микроскопом и микрообъективом, ибо микронных размеров диафрагма да еще с юстировкой несомненно представляет технологическую трудность.

[Дмитрий Маколкин]

Может будет полезно:

Описание оптической схемы разноплечей интерференционной установки.
Схема установки представлена на рис.1.

Спасибо!

Схема на рис. 1 - это именно то, что мы и хотим сделать.

[Anton]

Схема на рис. 1 - это именно то, что мы и хотим сделать.

Дим, что ты про микроскоп скажешь? Если его применение есть способ избавиться от диафрагмы, то я не понимаю как это так получается.
ИМХО микроскоп со сколлимированным пучком на входе ничем не отличается от микрообъектива со слаборасходящимся пучком на входе.
И там и там получится точка в фокусе.

[Ясь]

Вряд ли удасться их запустить... Лазерные трубки гелий-неоновых лазеров, увы, недолговечны - оптические
окна приклеены эпоксидной смолой, а заполнение трубки - смесь гелия и неона при 8-10 Торр. Гарантийный
срок хранения -год -из-за натекания воздуха. 

Чеерз мои руки прошли два лазера ИЛГН-216, один ЛГН-208А и два ИЛГН-101. Первые два сделаны в 1989 году, третий в 91, а ИЛГН-101 (какого-то кустарного производства) -- в 1993. Все кроме ЛГН-208 удалось запустить. ИЛГН-101 заработали сразу, как будто и не лежали столько лет, а ИЛГН-216-е при первом включении выдали слабый лучик и погасли (остался слабый свет от разряда). Затем наблюдалось следующее. Через минуту работы появился луч -- где-то на секунду, и погас. Потом явление повторилось -- один, второй... Постепенно с каждым разом паузы сокращались, а время генерации возрастало, и в конце концов лазеры заработали, как новые, выдавая свои паспортные 1,5 мВт. Так что ограничивать жизнь гелий-неоновых лазеров годом не стоит. Кстати, в паспортах ИЛГН-216 написано, что средний срок сохраняемости -- 12 лет

[Ernest]

ИМХО микроскоп со сколлимированным пучком на входе ничем не отличается от микрообъектива со слаборасходящимся пучком на входе.

То есть и то и другое в обратном ходе...
Разница будет только в апертуре выходного пучка. Если использовать один объектив микроскопа, то выходная апертура (ЧА) будет много меньше, чем в случае проектирования лазерного пучка через микроскоп установленным окуляром.

[bibliograf]

Так что ограничивать жизнь гелий-неоновых лазеров годом не стоит. Кстати, в паспортах ИЛГН-216 написано, что средний срок сохраняемости -- 12 лет

Речь шла о  трубке к ЛГ-38 - а конструкции трубок бывают разные. В ИЛГН-216 разрядная трубка, очевидно
цельнопаяная - значит причин для появления течи нет! Судя по фотографии интерферометра Дмитрия Серегина,
в интерферометре вообще используется ОКГ-11 - один из первых серийных лазеров, разработки 60-х годов,
этому ветерану уже минимум 30 лет! Для возбуждения разряда в старых лазерных трубках умельцы переделывают
блок питания - ставят дополнительный удвоитель напряжения импульса поджига; иногда это помогает.

[Anton]

Разница будет только в апертуре выходного пучка. Если использовать один объектив микроскопа, то выходная апертура (ЧА) будет много меньше, чем в случае проектирования лазерного пучка через микроскоп установленным окуляром.

Да, согласен. В этом плане "микроскоп наоборот" однозначно более выгоден. Но если нужно моды выделять, а я полагаю, что их нужно выделять, то без диафрагмы все таки не обойтись. Кстати вопрос, а как диафрагму ~10 мкм на коленке сделать? На крайний случай у Edmund Optics в каталоге есть диафрагмы стоимостью порядка 100Е, но это только на крайний.

[Владимир Николаевич]

Разница будет только в апертуре выходного пучка. Если использовать один объектив микроскопа, то выходная апертура (ЧА) будет много меньше, чем в случае проектирования лазерного пучка через микроскоп установленным окуляром.

Да, согласен. В этом плане "микроскоп наоборот" однозначно более выгоден. Но если нужно моды выделять, а я полагаю, что их нужно выделять, то без диафрагмы все таки не обойтись. Кстати вопрос, а как диафрагму ~10 мкм на коленке сделать? На крайний случай у Edmund Optics в каталоге есть диафрагмы стоимостью порядка 100Е, но это только на крайний.

Помоему в комплекте к промышленному теневому прибору есть в т ч и  10мкм?   Кроме того у меня где то были покрытые титаном плоскости Д15мм с такими отверстиями в покрытии.

[Hell]

Этот коллиматор конечно не интерферометр - но все же не с указкой а с лазером.

Аесли взять лазер из этого коллиматора и использовать его в интерферометре?

Все же дешевле выйдет чем покупать лазер за 20000

Или нужен более мощный лазер нежели стоит в коллиматоре?

Да и еще какова должна быть точноть эталонного сферического зеркала для интерферометра 1/16 1/20 или выше?

[Дмитрий Серегин]

Но если нужно моды выделять, а я полагаю, что их нужно выделять, то без диафрагмы все таки не обойтись.

Самый простой способ(неоднократно использовал сам) установить лезвие бритвы(или их комбинацию), часть паразиток можно отрезать и на торце лазера(я имею в виду газовый), а если этого не достаточно, то и в фокусе микроскопа.

Речь шла о  трубке к ЛГ-38 - а конструкции трубок бывают разные. В ИЛГН-216 разрядная трубка, очевидно
цельнопаяная - значит причин для появления течи нет! Судя по фотографии интерферометра Дмитрия Серегина,
в интерферометре вообще используется ОКГ-11 - один из первых серийных лазеров, разработки 60-х годов,
этому ветерану уже минимум 30 лет!

Этой фотографии лет 37...
ОКГ-11 работающих не видел, а вот ОКГ-13, до сих пор работают, хотя они не одномодовые.

[Anton]

Самый простой способ(неоднократно использовал сам) установить лезвие бритвы(или их комбинацию), часть паразиток можно отрезать и на торце лазера(я имею в виду газовый), а если этого не достаточно, то и в фокусе микроскопа.

Вот! Именно об этом уже возникла мысль. Хотелось бы узнать кое какие практические аспекты. Вот берем, например, два лезвия и складываем их остриями друг к другу. Понятное дело, что на остриях полно микроскопических зазубрин. По линии контакта на просвет ищем дырку подходящего диаметра. Будет работать эта схема или есть какие то другие решения?