Конструкция оптической схемы в (почти) домашних условиях

Тема в разделе 'Общий раздел', создана пользователем grecha, 20 апр 2019.

  1. grecha

    grecha Новичок

    Здравствуйте!

    Очень заинтересовался оптикой.
    Пожалуйста, помогите советами в создании оптического стенда для наблюдения интерференционной картины на экране от двух лучей. Рисунок прилагаю.

    [​IMG]

    Вопросы:
    1. Можно ли получить наблюдаемую картину, просто расставив на полу или обычном столе оптические элементы, что бы подобрать размер оптической плиты? Про регистрацию голограммы речь не идет, лишь о наблюдаемой глазами картине.

    2. Как практически выбрать характеристики линзы для расширения пучка? Я понимаю, что любая линза будет расширять параллельный пучок (и собирающая и рассеивающая) но какая будет наиболее подходящей для моей цели? Так же я понимаю, что от фокуса зависит угол расширения пучка, и соответственно, общий размер схемы. Но на что влияет диаметр линзы для расширения пучка? Собираюсь заказать линзы на алиэкспрессе и не понимаю какой диаметр мне нужен. Сколлимированный луч ведь меньше самого маленького диаметра из доступных (около 7мм кажется). Выбирать по фокусному или все таки диаметр тоже для чего то важен?

    3. Угол a. Я правильно понимаю, что этот угол влияет на размер интерференционной картины, чем больше угол тем расстояние между полосами больше? Знаю, что по Лейтсу-Упатниексу этот угол выбирают 15-60 но не могу понять в связи с чем? С практической точки зрения. Меняется разрешение получаемых голограмм, чем больше угол тем менее детализированные изображения получаются или что?
     
  2. Optics

    Optics Пользователь

    Здесь рисунки не грузятся, выгружайте на сторонний сайт и сюда ссылку. Лазер то у вас есть? и какой, чтобы наблюдать интрерференцию? Гелий неоновый лазер обеспечивает получение интерференционной картины наиболее просто , длина когерентности у него примерно 30 см
     
  3. grecha

    grecha Новичок

    Я так и сделал, и в первом посте вижу изображение. Может быть это только я вижу почему-то, а остальным посетителям форума не видно?

    > Лазер то у вас есть? и какой, чтобы наблюдать интрерференцию?
    У меня лазер с точным стабилизатором тока на операционном усилителе, на лазерном диоде, 650 нм.
    Интерференцию при отражении от толстого стекла наблюдаю очень четко и качественно, причем в широком диапазоне питающего тока.
    Когерентность конкретно этого диода не известна, оптическое оборудование (заказал несколько держателей от станка для резки) еще не пришло, померить не могу.

    ЗЫ если картинка действительно не видна в первом посте, попробуйте посмотреть ее по ссылке, плз. Получается?
    https://www.holographyforum.org/forum/download/file.php?id=7253
     
  4. Optics

    Optics Пользователь

    надо чтобы все элементы были закреплены, любые самые малые колебания размажут картину до полного исчезновения полос.
    Ни на что не влиет если пучок вписывется в апертуру
    наоборот чем меньше угол тем шире полосы
     
  5. мирон

    мирон Пользователь

    Как следует из литературы, такой красный диодик может быть одночастотным и давать неплохую длину когерентности.
    НО:
    нарисованная схема, IMHO, обладает рядом моментов, делающих её применение весьма непростым делом. Во_первых, если Вы раздуваете поперечный размер пучка линзой, то интерферируют у вас сферические волновые фронты. Это даёт свою структуру полос, на которую наложится что-то, зависящее от угла сведения. Считать откровенно лень, но картинка получится не для слабонервных. Кроме того, у Вас какой элемент используется в качестве светоделителя? Это тоже важно. Ибо если поделите криво (в смысле не фифти-фифти), то ещё и контраст кривой будет. Опять же IMHO, но проще сваять какой-то интерферометр Майкельсона.
     
  6. grecha

    grecha Новичок

    Да, спасибо. Разобрался уже сам, посчитал по формуле расстояние между линиями интерференционной картины от длины волны, расстояния до источников и разницы их координат.

    Как с этим бороться? чем нужно раздувать пучок? какой тип линзы с минимальными абберациями тут оптимален, плосковогнутая?

    Упс. Вот о важности этого элемента я почему то не задумывался. Поясните, пожалуйста.
    Я планирую использовать один из вот таких beam splitter-ов, скорее первый круглый, т.к. всю конструкцию хочу собрать на элементах лазерной системы от станка с лазером co2 и среди них есть подходящие крепления для круглых зеркал.
    https://www.aliexpress.com/item/Bea...160680.html?spm=a2g0o.cart.0.0.79fc3c000KDR7n
    https://www.aliexpress.com/item/New...078098.html?spm=a2g0o.cart.0.0.79fc3c000KDR7n

    В характеристиках светоделителей заявлена требуемая длина волны и указано соотношение деления 50х50. На какие еще характеристики этого элемента нужно обратить внимание? Я вообще хотел туда поставить просто кусок стекла толщиной 6 мм.

    Да, и вот еще что. Посчитав по формуле расстояние между максимумами в интерференционной картине для указанной схемы с какими то реальными размерами, понимаю, что расстояние будет очень мало. Сто максимумов на миллиметр, глазами не очень наблюдаемо. Но ведь можно будет рассмотреть эту картину в лупу? прям взять лупу в руку и рассмотреть с помощью нее экран, так?
     
  7. grecha

    grecha Новичок

    Собственно этим и вызван вопрос. Удастся ли получить достаточную жесткость в домашних условиях? Если монтировать элементы не на рельсе, а, допустим, на алюминиевом профиле.

    Спасибо. Никак не мог найти информацию о этом моменте. Теперь ясно.

    Извините, глупость написал. Конечно же будет интерференция сферических волн, так и задумывалось, бороться с этим не надо. Но часть вопроса про наиболее подходящий тип линзы актуален.
     
  8. мирон

    мирон Пользователь

    Пока Вы не сказали, для чего весь сыр-бор затеян и какое поле интерференции желательно получить в итоге.
    IMHO, разумеется, но я бы действовал следующим образом. Взял бы один из указанных выше светоделителей (мне больше круглый нравиться; для него есть график спектрального пропускания) и собирал бы с его помощью Майкельсона. Да, по сравнению с Вашей схемой надо ещё одно глухое зеркало. Но зато можно выиграть на линзах, реализовав схему с расходящимся пучком. В этом случае можно легко настраивать ширину полос и настроившись на бесконечно широкую полосу (ну, это под вопросом, ибо качество элементов схемы китайское) увидеть колечки.
     
  9. Optics

    Optics Пользователь

    Если просто хочется увидеть интерференционные полосы, то интерференция в толстом стекле чем вам не нравится? Лишние деньги? ну можно купить держалки зеркала свести два пучка. Можно в конце концов просто пустить пучок на экран с двумя точечными дырочками и смотреть полосочки, можно купить бипризму. Просто для для самообразования и интереса к науке посмотрите, где нить на ютубе опыты простые. Если же что то серьезное, ну тогда надо ставить конкретно задачу. А заставить интерферить два пучка с хорошей когерентностью есть масса способов
     
  10. grecha

    grecha Новичок

    Стенд нужен для получения прозрачных голограмм Лейтса-Упатниекса. Т.к. бюджет не позволяет приобрести профессиональную оптическую плиту, то хочу сколхозить его из подручных материалов, строймаг и запчасти от лазерного резака со2. На первом этапе хочу смоделировать основную схему, убедится что получу интерференцию.

    Вот сегодня уже заказал его.
     
  11. grecha

    grecha Новичок

    Я не очень понятно выразился в первом посте. Цель не просто увидеть полосы, а увидеть их в конкретной оптической схеме.
     
  12. Optics

    Optics Пользователь

    Если хотите получать голограммы каких то объектов, то надо сразу делать схему под них. Все давно уже посчитано и нарисовано, только повторяй.
     
  13. grecha

    grecha Новичок

    Это и есть схема под нужные объекты. Рисунок отличается от рабочей схемы лишь отсутствием экспонируемого объекта и экраном вместо фотопластины.
    Это первый этап, только оптическая часть процесса. Меня не интересует экспозиция и последующая химобработка, вопросы только по оптике.

    Дружище, эта часть форума называется "Раздел для начинающих". Вероятно, сюда не напишет вопрос человек, прослушавший курс по волновой физике и занимающийся этим профессионально.
     
  14. Optics

    Optics Пользователь

    Ну по схеме не вполне понятно,где и какого размера будут голографируемые объекты. Если вы расчитываете на дельный совет, то лучше все-таки описать задачу в деталях. Тогда помощь будет более предметна, спецы по голографии тут зарегистрированы, не знаю посещают ли они форум до сих пор. Получить полоски нетрудно вы сами убедились, а вот хорошую голограмму тут надо понимание техники.
     
  15. grecha

    grecha Новичок

    Окей. Нужен стенд для голограмм Летса-Упатниекса зарегистрированных от прозрачного обьекта (для простоты конструкции). Обьект (слайд) будет находится в одном из пучков, предположительно в вертикальном (на рисунке), т.к. мне кажется что таким образом проще обеспечить жесткость конструкции.

    Хочу провести несколько экспериментов на этом стенде:
    - увидеть и понять разницу между получаемыми голограммами в плоской волне (без линз на рисунке) и в сферической волне (с линзами). в первом случае диаметр пучка, разумеется, будет сравним с размером объекта. Кроме того, интересно что получится при схеме без линз но с расфокусированными, слабо расходящимися (не параллельными!!) пучками.
    - попробовать зарегистрировать эту голограмму не только в тонкой, но и в толстой среде. Сравнить результаты.

    Я, все таки, за последовательную постановку целей. Общее представление о процессе у меня уже сложилось, сейчас - пошаговая реализация. Вопросы, как вы могли заметить, у меня вполне практические.
     
  16. Optics

    Optics Пользователь

    Ну вот первое уточнение, пучок будет проходить сквозь слайд? А что на слайде? Некая картинка?
    Не знаю насколько вы разобрались с принципом голографии. Суть в том что голографирование в отличие от фотографии состоит в регистпрации амплитуды и фазы свет отраженого (прошедшего ) через объект. Если на слайде только амплитудная модуляция света, то ничего интерсного в голограмме не будет. Если есть фазовая ( меняется например толщина слоя фотоэмульсии на слайде) то что-то будет, НО величина этой модуляции невелика и что будет в восстановленной голограмме тоже вопрос.
    Для голограммы это все равно, кроме того пучок без линз тоже сферичекий, а в случае П\П лазера астигматический .
    в толстой среде наверно будет сложнее записать, там есть свои тонкости.
    А сразу надо тоже решить на что будете записывать голограмму?
    Да, самое важное! Поскольку слайд тонкий и когерентность достаточно высокая, то в тощине слайда будет интерференция эта картинка тоже наложится на голограмму. Думаю в востановленной голограмме в лучшем случае будут видно только полосы равной толщины. С отражением от слада будет тоже!
    Так что постановка задачи нуждается в осмыслении целей и ожидаемых результатов.
     
    Last edited: 24 апр 2019
  17. grecha

    grecha Новичок

    Ну как же не будет ничего интересного, должен быть параллакс, как минимум. На слайде не знаю что будет, это же не принципиально. Вероятно, возьму кадр фотопленки.

    Фазовой модуляции там не будет, скорее всего.

    Ценная информация, благодарю. Не буду париться с линзами.


    Вся химия и фотоматериалы от Славич-а. В чем сложность записи в толстой среде? Голограмма Денисюка рекомендуется новичкам в гологорафии, я ее не делал но тоже собираюсь попробовать, конечно же. Как минимум для того, что бы "пристреляться" к показаниям датчика освещенности и выбрать экспозицию и режим проявки для дальнейших экспериментов.

    Ожидаемый результат - опытное исследование волновой функции света. Не теоретическое, а практическое. Так сказать, познание через руки. Затрат на 10 т.р., удовольствия на миллион.

    Ладно, буду держать в курсе. Соберу установку как приедут детали, покажу фотки результатов.

    ЗЫ Кстати, про возможность рассмотреть интерференционную картину в лупу так никто и не ответил. Мне кажется, принципиальных препятствий к этому нет, обязательно проверю опытным путем.
     
  18. Optics

    Optics Пользователь

    Кто-о-о-о-о-о?
    Отвечаю, если картинка на экране, то да можно, Но с одной стороны экран д.б. гладким, те неровности меньше периода картинки (зависит от угла альфа) с другой стооны полупрозрачным лучи должны на чем то интерферировать. Если просто рассматривать пространство где пересекаются пучки через лупу, то картина может вовсе отсутствовать или будет иметь другой период, который надо тоже рассматривать в лупу и тд и тп
     
  19. grecha

    grecha Новичок

    Что не так?
     

Поделиться этой страницей