Добро пожаловать на наш астрономический форум! Здесь вы сможете получить толковые ответы на свои вопросы по любительской астрономии основанные на опыте и знаниях, а не на догадках, мифах и чтении Интернета по диагонали. Если вы решили присоединиться к нам - придерживайтесь и Вы в своих ответах этих правил.

Интерферометр

Обсуждение всего что сделано своими руками, модернизация оборудования, телескопостроение и т.д.
lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 14 сен 2018, 16:18

Решился собрать интерферометр Баса, кубик и подвижки пока едут, есть некоторые монтажные элементы, но очень мало знаний.
Глеб знакомы ли Вы с программами, доступными любителю в которой реализована функция "программного нуля"?

Аватара пользователя
Gleb1964
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 30 янв 2016, 01:11
Откуда: Стокгольм

Re: Интерферометр

Сообщение Gleb1964 » 14 сен 2018, 17:09

Вот здесь есть https://github.com/githubdoe/DFTFringe/releases программа для обработки интерферограмм с использованием исскуственного нуля (и без оного). Программа создана для свободного распространения и пользования.
Автор Дэйл (Dale Eason), на картинке демонстрируется, как его портрет, закодированный в интерферограмме, извлекается в виде цифрового трехмерного рельефа Изображение
Будут вопросы по программе, задавайте.
Программа не использует трассировку линий, а делает обработку через фурье преобразование. По этой причине программа "любит" много линий в интерферограмме, не нужно боятся большого количества линий. Обработка чувствительна к нелинейности отклика приемника и к шумам интерферограммы и приемника. Поэтому хорошо снимать ролики из большого количества кадров и делать пакетную обработку, а затем усреднять волновые фронты. Программа приспособлена для пакетной обработки. Лучше всего использовать камеры с линейным выходом сигнала и с глобальным затвором. Нелинейность сигнала оборачивается проступанием полос интерферограммы на обработанном волновом фронте. Рекомендуется усреднение по разным ориентациям полос.
Интерферометру Баса присущ собственный астигматизм. Методика усреднения астигматизма Баса заключается в снятии интерферограмм с разной ориентацией зеркала 0-45-90-135 и т.д. и последующим усреднением фронтов после деротации.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 14 сен 2018, 17:17

Спасибо! Буду осваивать программу.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 17 сен 2018, 21:06

Начал строить модель интерферометра Баса, модель потому, что пока не понимаю по каким осям необходима юстировка, в конструкцию внес возможность наклона вперед-назад, вправо-влево ( в небольших пределах), поворот вокруг вертикальной оси (пока не готово) и продольные подвижки вправо-влево, вперед-назад, в верх-вниз. Продольные движения в перед-назад, вправо-влево дублируются. для предварительной и точной настройки.
DSC04093.JPG
DSC04093.JPG (37.54 КБ) 605 просмотров
DSC04094.JPG
DSC04094.JPG (40.4 КБ) 605 просмотров

Аватара пользователя
Skyangel
Сообщения: 129
Зарегистрирован: 14 ноя 2009, 10:27

Re: Интерферометр

Сообщение Skyangel » 19 сен 2018, 16:06

lx75 писал(а):
14 сен 2018, 16:18
Решился собрать интерферометр Баса, кубик и подвижки пока едут, есть некоторые монтажные элементы,...
Я бы подобрал все, что нужно из оптики... Кубик (10х10), линзы и зеркало...

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 19 сен 2018, 17:08

Спасибо! Кубик я заказал, должен скоро прийти, а зеркало и линза мне понадобятся.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 30 сен 2018, 15:18

Монтировка для интерферометра готова. Наверное это было самым простым в проекте.
DSC04095.JPG
DSC04095.JPG (38.77 КБ) 461 просмотр
DSC04098.JPG
DSC04098.JPG (35.1 КБ) 461 просмотр

Аватара пользователя
Skyangel
Сообщения: 129
Зарегистрирован: 14 ноя 2009, 10:27

Re: Интерферометр

Сообщение Skyangel » 30 сен 2018, 22:10

Подвижки вверх/вниз тонкие есть?

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 01 окт 2018, 04:45

Думаю, что с помощью подвижки которая реализована в рейтере можно установить интерферометр по оси z с точностью 0.1 мм. и еще опорными винтами можно произвести тонкую настройку.

Аватара пользователя
Skyangel
Сообщения: 129
Зарегистрирован: 14 ноя 2009, 10:27

Re: Интерферометр

Сообщение Skyangel » 01 окт 2018, 17:55

Эти подвижки - предварительная установка интерферометра. В процессе съема интерферограммы нужны именно тонкие подвижки вверх/вниз. Аналогичные подвижкам право/лево и вперед/назад.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 01 окт 2018, 20:08

Какая точность позиционирования подвижки должна быть?

Аватара пользователя
Skyangel
Сообщения: 129
Зарегистрирован: 14 ноя 2009, 10:27

Re: Интерферометр

Сообщение Skyangel » 01 окт 2018, 23:06

Не хуже подвижек, что на столике, который сверху.. Это примерно 0.5мм/оборот винта, не знаю, как у вас.
1 деление на шкале винта = 0,01мм.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 02 окт 2018, 21:23

Подумаю как сделать такую подвижку.

Аватара пользователя
Skyangel
Сообщения: 129
Зарегистрирован: 14 ноя 2009, 10:27

Re: Интерферометр

Сообщение Skyangel » 03 окт 2018, 18:11

Вот как я планирую сделать: на столике будет закреплен механизм подвижки по высоте. Взят от какого то прибора. Черная ручка - грубая настройка, ручка поменьше - тонкие подвижки. Сам интерферометр будет крепиться на верхнем фланце.
Вложения
base.jpg
base.jpg (51.17 КБ) 304 просмотра

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 03 окт 2018, 21:07

Присматривал для тонкой вертикальной подвижки з.ч. от микроскопа, наверное не потянет, алюминиевая плита на которой планирую размещение оптики весит около 2кг, думаю надо, что-то похожее на механический клиновой домкрат.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 04 окт 2018, 10:10

У Вас по габаритам большая плита планируется?

Аватара пользователя
Skyangel
Сообщения: 129
Зарегистрирован: 14 ноя 2009, 10:27

Re: Интерферометр

Сообщение Skyangel » 04 окт 2018, 12:21

Примерно 100х350 мм. Толщина 10...15 мм.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 07 окт 2018, 17:53

Сегодня планировал прикрутить алюминиевую плиту к столику, но решил ограничиться толстой фанерой, т.к. расположение элементов пока не ясно, а на фанере легче крепить и изменять положения, (плита подождет лучших времен). Убрал нижнюю подвижку из фанеры, она имела большие люфты и вносила неустойчивость в систему, сейчас рейтер находится на трехточечном основании.

Аватара пользователя
Skyangel
Сообщения: 129
Зарегистрирован: 14 ноя 2009, 10:27

Re: Интерферометр

Сообщение Skyangel » 07 окт 2018, 20:02

Для предварительного размещения и крепления элементов можно воспользоваться пластилином.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 07 окт 2018, 20:11

Спасибо! Воспользуюсь советом. Очень много непонятного, поэтому и "метания из стороны в сторону".

Аватара пользователя
Gleb1964
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 30 янв 2016, 01:11
Откуда: Стокгольм

Re: Интерферометр

Сообщение Gleb1964 » 08 окт 2018, 12:35

Вот, придумал недавно простой и компактный вариант Баса - с использованием полушаровой линзы (half-ball lens). На али-экспресс такие линзы можно найти от 8 долларов. Возможны очень компактные размеры. Полушаровая линза используется одновременно и как зеркало - плоская задняя сторона линзы работает либо на полное внутреннее отражения, либо, возможен вариант использования отражающего покрытия или внешнего зеркала на иммерсии.

Изображение


Возможное крепление полушаровой линзы - утопить в отверстие сферической поверхностью и регулировать ориентацию воздействую на заднюю плоскую поверхность:
Изображение

Аватара пользователя
Ernest
Основатель
Сообщения: 11176
Зарегистрирован: 12 окт 2009, 10:55
Откуда: Санкт-Петербург, Бухарестская, д.33, к.1
Контактная информация:

Re: Интерферометр

Сообщение Ernest » 08 окт 2018, 14:31

Красиво. В расчете все выглядит хорошо. Скорее всего и в реализации будет нормально. Подобные схемы (только с вогнутым зеркалом) есть.
Надо смотреть хватит ли степеней свободы для настройки (в обычном варианте подвижки линзы и зеркала разведены, а тут они связаны), ну и что-там с паразитными бликами.

lx75
Сообщения: 171
Зарегистрирован: 25 ноя 2017, 18:51
Откуда: г. Санкт-Петербург, Озерки

Re: Интерферометр

Сообщение lx75 » 08 окт 2018, 16:35

Такой интерферометр построить не возьмусь, но ход лучей очень полезен для понимания юстировки.

Аватара пользователя
Gleb1964
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 30 янв 2016, 01:11
Откуда: Стокгольм

Re: Интерферометр

Сообщение Gleb1964 » 08 окт 2018, 16:43

По паразитным бликам еще не анализировал. Тут есть такой фактор, что шаровые линзы серийно производят без просветляющих покрытий, поскольку непросто обеспечить равномерность покрытия и контроль.
Линзы из крона N-BK7 вполне подходят. Но для светосильных зеркал надо считаться с углами полного внутреннего отражения в линзе, чтобы не было превышения критического угла. Линзы из стекол с показателем преломления около 2-х явно не подходят - при n=2 них фокус совпадает с поверхность, получается автоколлимация паразитного отражения.
Юстировка такого Баса может выполняться следующим образом:
лазер+кубик отъюстировать так, чтобы луч, отраженный на светоделителе, попадал в заданную точку на тестируемой поверхности, это опорный (референсный пучок). Для этого нужно направлять лазер или поворачивать кубик, или и то и другое.
Потом нужно ценрировать на линзе лазерный пучок, прошедший через светоделитель - это будет тестовый канал. Центрировать можно, например, по конусу пучка, отраженному назад от линзы. Если на лазер одеть экран с отверстием для луча, то пятно отраженния от линзы должно быть симметрично вокруг отверстия.
Если линза установлена, как было показано на рисунке ранее - с базированием за сферическую поверхность, то ее дальнейшие повороты не сбивают центровку лазерного луча.
Поворотами линзы нужно загнать конус тестового пучка так, чтобы центрировать его с ранее выставленным опорным лучом - опорный луч должен быть в центре большого пятна, охватывающего все зеркало (достаточно примерно в центре). Если зеркало с центральной перфорацией, то опорный пучок должен обходить перфорацию, т.е. должен быть смещен от центра, иногда прилично.
Наклонами зеркала вернуть опорный луч на линзу - можно поставить на выходе линзы бумажный экранчик, на нем будет два луча: с одной стороны выходящий из линзы тестовый, а с другой стороны возвращенный опорный луч - так вот, их надо совместить.
Остается фокусировочная подвижка всего Баса вдоль линии с зеркалом.
Если подвижек наклона зеркала нет, то тогда вместо этого нужно двигать всего Баса перпендикулярно, влево-вправо и вверх-вниз.

Аватара пользователя
Gleb1964
Сообщения: 12
Зарегистрирован: 30 янв 2016, 01:11
Откуда: Стокгольм

Re: Интерферометр

Сообщение Gleb1964 » 08 окт 2018, 16:59

Ernest писал(а):
08 окт 2018, 14:31
Подобные схемы (только с вогнутым зеркалом) есть.
Эрнест, а можете привести ссылку или пример?

Есть еще такая вариация на тему "осевой Бас" (идея не моя), в этой схеме тестирование производиться точно на оси, без поперечного разделения пучков. Точнее, его называют вариацией интерферометра Дайсона с общим ходом пучков.
В нем используется поляризационный светоделительный кубик. Основа идеи в том, что если в поляризованный луч поставить четвертьволновую пластинку, ориентированную под углом 45 градусов к ориентации поляризации, то прошедший свет получается с круговой поляризацией, а будучи отраженным назад от зеркала, пройдя через ту же четвертьволновую пластинку обратно, получит поляризацию перпендикулярную исходной. Поэтому если сперва некая поляризация пучка проходит через светоделитель, после отражения обратно от четвертьволновой пластинки+зеркало, получается перпендикулярная поляризация, которая уже отражается от светоделителя. Именно это свойство находиться в основе такого интерферометра.
Недостаток - поляризационный светоделитель имеет ограничение по углу, что ограничивает угловую апертуру тестируемого зеркала, или требует дополнительной оптики, расширяющей угол.
QWP - quarter wave plate - четвертьволновая пластинка. Линзу дополнительного расширителя пучка лучше из рассмотрения опустить.

Изображение

Ответить