Online workshop 'Bouwen en gebruiken van de Bath interferometer'.

InFINNity Deck

Observatory
OK Jan, dat kantelen hoop ik te kunnen regelen met een andere afstandsbus en anders een paar push-pull schroeven. Wat gebeurt er als de camera niet haaks op de beamsplitter staat? Met andere woorden hoe kan ik (kunnen we) zien dat de camera goed staat?

Inmiddels van een restje aluminium een basisplaatje met 1/4" draad gemaakt, hij kan nu dus op een statief geschroefd worden:

DSCN4211.JPG 20201123_205224es.jpg

Nu nog een spiegel demonteren en een basis maken, morgen wellicht...

Nicolàs
 

AtM

Prutser
Nicolàs (et al), ik denk dat je er achter gaat komen dat je de camera in zowel positie als orientatie t.o.v. tester moet kunnen verstellen om een goed en gecentreerd beeld te krijgen. Als dat eenmaal okay is dan kan dit in principe gefixeerd worden, maar dan blijft zoals Jan zegt het risico op trillingen wel nog aanwezig.
 

janvangastel

Meten is weten
Met andere woorden hoe kan ik (kunnen we) zien dat de camera goed staat?
Ter aanvulling op Arjan: je kunt dat pas zien als je via de camera/laptop naar het interferogram kijkt. Dan moet je dus, terwijl je naar het beeld kijkt, de fijn uitlijning doen van de camera ten opzichte van de interrferometer.
 

InFINNity Deck

Observatory
Arjan en Jan wederom bedankt voor de aanvullingen.

Geen idee of dit het beoogde resultaat is, maar ik had vandaag first-light met de bath interferometer:

Bresser_130_f5_zoomed.png DSCN4215.JPG DSCN4214.JPG DSCN4216.JPG

De spiegel is een 130mm f/5 uit een Bresser Newton. De spiegel heb ik op de alt-azi tafel geplaatst die ik onlangs gemaakt heb om kijkers met mijn 12" collimator te kunnen oplijnen. Het beugeltje voor de camera heb ik aangepast: ten eerste heb ik een wig van 10° toegevoegd, zodat de beam-splitter onder een hoek van circa 5° kan komen te staan (om het beeld te centreren moet de camerahoek 2 x de beam-splitterhoek zijn). Vervolgens het gat waarmee de camera aan de beugel gemonteerd zit één millimeter te groot geboord, zodat ik nu de camera heen en weer kan schuiven om een van de twee gereflecteerde patronen van de spiegel met deze te kunnen centreren. Tot slot finetunen met de XYZ-tafel om de andere reflectie gecentreerd te krijgen met bovenstaand patroon als gevolg. De middelste ring is de centrummarkering van de spiegel.

In de presentatie die we gekregen hebben, staat op slide 10 te lezen:
Finetune met de micrometers, zodat een goed interferogram ontstaat. Kijk op een scherm, in de Bath of met een camera

Vraag is nu: wat is een goed interferogram? Is bovenstaand te fijn of te grof?

Nicolàs
 
Laatst bewerkt:

InFINNity Deck

Observatory
Antwoord op wat goede interferogrammen zijn, stond op de laatste slide: 😳
- Hebben voldoende contrast (optiek schoon, belichtingstijd goed, experimenteer hiermee tot het OK is, geen vervaging door trillingen
- Zijn voldoende scherp (dus vooraf goed scherpstellen)
- Hebben minimaal 20 lijnen, liefst (wat) meer
- Bevatten geen volledige cirkels of ovalen.
Dus die first light opname kan de prullenbak in... :)

Nicolàs
 

janvangastel

Meten is weten
Nee, die kan zeker niet de prullenbak in, integendeel, die ziet er prima uit. Het enige wat je moet doen is wat tilt geven, door met de ene micrometer wat ik hoogte (Z-richting) te verstellen en/of de X micrometer wat links/rechts (zeg maar haaks op de richting Bath-spiegel) te verstellen. je krijgt dan in plaats van concentrische cirkels lijnen. De Y micrometer is dan de moicrometer waarmee je de Bath verder van of dichter naar de spiegel zet. Die kan dus gewoon blijven zo die is.
 

AtM

Prutser
Nicolàs, ik denk dat ik een diffractiepatroon zie, geen interferentie. Bij een interferentie bullseye zijn de binnenste ringen doorgaans dikker dan de buitenste.
Ik zou de camera er even afhalen, de laser intensiteit flink terugschroeven en gewoon met het oog kijken wat je ziet als je via de splitter naar de spiegel kijkt. Als ke dan de bath wat rondschuift zie je wel waar je ongeveer goed zit.
Pas op voor de twee interne reflectie spots die ook uit de splitter komen. Deze zijn helderder dan de divergerende test/ref bundels
 

AtM

Prutser
Ik heb even twee foto's gemaakt van de situatie bij mij thuis, ter leeringh ende vermaeck:
Op de eerste zie je hoe een interferentie "bull-eye" er uit ziet. Let niet op de rand, dat is vignettering van de camera lens (ik moet dus kennelijk geen Lumix TZ200 gebruiken...)

bullseye.jpg

Op de tweede zie je wat er op een scherm achter de splitter te zien zou moeten zijn:
  • De twee heldere dots zijn interne reflecties in de splittercube, de reden om deze cube iets te verdraaien is zodat deze spots buit de interferentie cirkel liggen.
  • Verder zie je een grote cirkel, dat is de divergerende referentiebundel.
  • De kleinere cirkel is een afbeelding van de spiegel, en door de overlap met die referentiecirkel ontstaat de interferentie.
  • Als je goed kijkt zie je in het patroon weer die bulls-eye en wat lijnen.
  • Verder is de boven en onderzijde van het interferentiepatroon nogal wazig, en zoals dat er hier uitziet is typisch voor onscherpte door trillingen.
  • Tenslotte zie je ook hier weer een ovale intensiteitsverdeling in de referentie cirkel (balkje), ongeveer 45 graden gekanteld.

screen.jpg
 

InFINNity Deck

Observatory
Hoi Arjan,

het was wel degelijk een interferentiepatroon, maar ik had iets te veel mijn best gedaan er iets moois van te maken.;) Voor vanavond was dit mijn uitgangspunt, een iets overtuigender interferentiepatroon:

firecapture.png

Wat mij wel opvalt, is dat jouw divergerende referentiebundel drie keer groter is dan de spiegel, bij mij is deze maar een fractie groter dan de spiegel, niet meer dan een paar procent. Weet jij ook waar dit van afhankelijk is?

Inmiddels heb ik, na het nodige prutsen, een eerste redelijke test van mijn 130mm f/5 Bresser:

allConturs.jpg result.png

Ik heb de volgende methode aangehouden:
- spiegel op '12 uur' gemarkeerd met wat schilderstape
- vier opnames gemaakt met het diffractiepatroon in de richting 12 uur, 3 uur, 6 uur en 9 uur:
serie.png
- spiegel verdraaid naar 3 uur en de opnames herhaald, deze vervolgens in PSP meteen 90 graden geroteerd
- spiegel verdraaid naar 6 uur en de opnames herhaald, deze vervolgens in PSP meteen 180 graden geroteerd
- spiegel verdraaid naar 9 uur en de opnames herhaald, deze vervolgens in PSP meteen 270 graden geroteerd
- tot slot de twee slechtste van bovenstaande 16 opnames opnieuw geschoten en alle 16 opnames als batch door DFTFringe getrokken en een gemiddelde van gemaakt.

Mijn eerste opnames maakte ik als schermdumps via ASICAP, maar die bleken niet lekker te processen in DFTFringe en leverde veel 0.000 strehl factors op. Opnamen genomen met FireCapture deden het wat dat betreft beter, de meeste waren rond 0.65 - 0.75 strehl ratio.

Dit alles leverde een spiegel op met een strehl van 0.8 en met een afwijking van circa plus en min 1/8 golflengte. Ik zal eens kijken of ik de specs van de Bresser kan vinden.

Nicolàs
 
Laatst bewerkt:

AtM

Prutser
Ah, dat schiet lekker op zeg!

Ik weet niet zeker, maar het kan zijn dat je objectief vignetteert. Heb je wel eens op een scherm gekeken hoe de cirkels er uit zien?

Heb je trouwens je wft averages per orientatie gederoteerd?
 

InFINNity Deck

Observatory
Hoi Arjan,

ik zal morgen eens kijken hoe e.e.a. op een projectiescherm eruit ziet.
Ik heb niet de wft's geroteerd, maar in plaats daarvan voorafgaand aan het processen in DFTFringe alle afbeeldingen in PaintShop Pro zo geroteerd dat de spiegel iedere keer 'rechtop' staat. Ik heb wel gezien dat dat kon en er ook een keer mee gespeeld, maar vond de slag om het roteren voorafgaand in PSP te doen net even handiger en sneller. Het gemiddelde is dus in één keer voor alle 16 afbeeldingen gemaakt.

Nicolàs
 

janvangastel

Meten is weten
Ik kan niet goed beoordelen of deze vorm van roteren hetzelfde doet, maar ik zou het nog eens proberen met het roteren van de wavefronts. Dus per rotatiepositie de wavefronts middelen en dan het resultaat roteren. Verder zou ik, als je echt meer wilt doen dan oefenen en je spiegel wilt testen, meer dan vier interferogrammen nemen per positie. Ik doe er altijd 10. En ik zou niet volstaan met 4 rotatiepositoies maar er acht nemen. In theorie heb je aan twee genoeg, maar in de praktijk (ik heb meer dan 100 spiegels getest) blijkt toch dat dat onvoldoende is. Ik controleer vaak - bij acht rotatieposities - of het resultaat van 0, 90, 180 en 270° gelijk is aan dat van 45, 135, 225 en 315° en dat is heel vaak niet het geval. Daarom vind ik vier rotatieposities ook te weinig en doe ik er altijd acht. Zoals het er nu uit ziet, zit er ongeveer 0.25 lambda PV (omgerekend vanuit wat zichtbaar is van de RMS) astigmatisme in de spiegel. Daarom zou ik het persoonlijk nog een keer uitgebreid over doen, als je echt de kwaliteit van je spiegel wilt weten.

Nog even over mogelijke vignetering waar Arjan op wijst: heb je het doiagragma van de camera zover mogelijk open staan?
 

InFINNity Deck

Observatory
Hoi Jan,

dank voor je opmerkingen. Vanuit een theoretisch oogpunt kan ik niet bedenken wat het verschil zou kunnen zijn tussen opnames roteren en wft's roteren, behalve dan dat de software nog een rotatie-afhankelijke component zou hebben (hetgeen niet zou mogen en mij dan ook hogelijk zou verbazen). Maar voor de wetenschap ervan (en om even lekker bezig te zijn) is het een interessant experiment, dus zal ik de spiegel nogmaals testen, nu in 8 rotatieposities en met meer opnames per positie. De platen zal ik vervolgens op beide methoden verwerken.

Ik zit er wel aan te denken om per rotatiepositie 8 opnames te maken in plaats van 10, omdat het daarbij eenvoudiger is een vast patroon af te werken: het interferentiepatroon net als eerder op 12, 3, 6, en 9 uur, gevolgd door de vier posities daar midden tussenin. Mijn gedachte hierachter is dat ik wil voorkomen dat er per rotatiepositie twee patronen bij zitten die op elkaar lijken en daarmee het gemiddelde beïnvloeden.

In de ZWO lens die ik gebruik, zit inderdaad een diafragma. Als het goed is, staat die volledig open, maar dat zal ik nog even controleren. Overigens heeft de lens nog wel een beperking: de spiegel is in mijn opnames slechts circa 270 pixels in diameter. Maak ik het interferentiepatroon te fijn, dan herkent DFTFringe de lijnen niet meer. Ik moet dus nog op zoek naar een lens met een langer brandpuntsafstand voor de ZWO ASI290MC.

Weten jij of Arjan ook of het mogelijk is een RMS-plaatje van de spiegel te maken? Dus een plaatje dat in plaats van de afwijkingen ten opzichte van het ideale oppervlak, de standaardafwijkingen of RMS van de berekening laat zien? Dit zou een goede indicatie zijn voor de kwaliteit en herhaalbaarheid van de opnames.

Hopelijk eind van de dag weer een nieuw resultaat... ;-)

Nicolàs
 

janvangastel

Meten is weten
k zit er wel aan te denken om per rotatiepositie 8 opnames te maken in plaats van 10, omdat het daarbij eenvoudiger is een vast patroon af te werken: het interferentiepatroon net als eerder op 12, 3, 6, en 9 uur, gevolgd door de vier posities daar midden tussenin. Mijn gedachte hierachter is dat ik wil voorkomen dat er per rotatiepositie twee patronen bij zitten die op elkaar lijken en daarmee het gemiddelde beïnvloeden.
Je laatste zin snap ik niet. Het aantal interferogrammen per positie is bedoeld om voor dat specifieke wavefront zo goed mogelijk effecten van turbulenties uit te middelen. Ik snap niet dat 8 dan beter is dan 10 (hoewel 8 voldoende kan zijn).

Weten jij of Arjan ook of het mogelijk is een RMS-plaatje van de spiegel te maken?
Bedoel je zoiets? Dat vind je onder de knop 'view' bovenin en dan 'show statistics of loaded wavefronts'. Een plaatje zoals de 3-D grafiek of de contour grafiek maar dan met RMS waarden ken ik niet.
 

Bijlagen

  • RMS.jpg
    RMS.jpg
    158 KB · Weergaven: 2

InFINNity Deck

Observatory
Hoi Jan,

dat grafiekje van de RMS-waarden is in ieder geval iets, jammer dat er niet ook een 3D plot van bestaat, wellicht een keertje bij de makers aankaarten...

Wat mijn opmerking betreft aangaande de 8 of 10 opnames: De kwaliteit van de berekeningen is mede afhankelijk van de breedte van de fringes in de foto. Een bredere fringe levert een nauwkeuriger berekening van de afwijking op, maar tegelijkertijd betreft dit een groter gebied van de spiegel en is de locatie van die afwijking dus minder precies en de detaillering van het gebied minder (de wet van behoud van ellende gaat ook hier op ;)). Wie van de twee de overhand krijgt vind ik moeilijk in te schatten, maar dat de oriëntatie van het interferentie patroon van invloed is op de uitkomst is evident (dit zal ook een van de redenen zijn waarom het beter is meerdere foto's te gebruiken). Stel nu dat twee van de 10 foto's ongeveer op dezelfde manier gemaakt zijn, dan krijgen die twee opnames meer gewicht in het gemiddelde dan de andere acht (door de turbulentie is dit uiteraard wat genuanceerder, ik ga voor het gemak even uit van een ideale situatie waarbij geen turbulentie optreedt). Feitelijk ben je dan niet met 10 maar met 9 foto's aan het rekenen, waarvan je er eentje twee keer gebruikt en brengen die twee foto's daarbij dus meer gewicht in het schaaltje dan de overige. De afwijkingen die met die twee foto's bepaald worden, krijgen dan dus onterecht de overhand.

Aangezien het voor een mens nu eenmaal makkelijker is een aantal onafhankelijke foto's te maken door gebruik te maken van een vaste procedure, kwam ik op het idee acht foto's te maken met een oriëntatie van het interferentiepatroon iedere keer 45° verdraaid, dit is nu eenmaal makkelijker in te schatten dan iedere 36°. Even voor de volledigheid: binnen mijn bedrijf werk ik al 17 jaar met fotogrammetrie, weliswaar niet op basis van interferogrammen, maar op basis van puntsherkenning, maar ook daar gaat bovenstaande op en moet ik altijd zorgen voor een goede spreiding van de opnamerichtingen om te voorkomen dat het resultaat één kant op 'trekt'.

Nog mooier zou zijn als het XYZ tafeltje met de computer aan te sturen was en je de computer opdracht kon geven niet 8, maar bijvoorbeeld 90 of 360 patronen te fotograferen, dat zou echt een flinke verbetering opleveren. Maar ja, er moet wat te wensen overblijven... :)

Nicolàs
 

AtM

Prutser
Nicolàs, bedenk wel dat je igram of wft counterrotatie in dezelfde richting moet zijn als de spiegelroratie, ivm gespiegeld beeld door de reflectie via het spiegeltje.
 

janvangastel

Meten is weten
Stel nu dat twee van de 10 foto's ongeveer op dezelfde manier gemaakt zijn, dan krijgen die twee opnames meer gewicht in het gemiddelde dan de andere acht (door de turbulentie is dit uiteraard wat genuanceerder, ik ga voor het gemak even uit van een ideale situatie waarbij geen turbulentie optreedt).
Ik snap je redenering. Ik heb wel geeperimenteerd met veel en weinig orientaties (richting van de fringes), maar nooit een duidelijk verschil gezien tussen interferogrammen in twee, drie of meer orientaties. De orientaties en het aantalfringes zijn nooit precies gelijk dus ik denk dat eventuele theoretsche problemen zich in de praktijk niet of zonder significant effect op het resultaat voordoen, of uitmiddelen.
 

InFINNity Deck

Observatory
Hoi Arjan,

dank, ik zal er op letten! In de landmeetkunde hebben we zoiets als randonderzoek, een procedure waarbij door middel van collimatie de horizontale rand van een theodoliet wordt onderzocht. Hiervoor is in het verleden een speciale collimator ontwikkeld met daarin vier afzonderlijke collimatoren die op 0°, 15°, 37° en 90°. Met deze onderlinge hoeken kon de meeste informatie uit de meting gehaald worden, omdat je niet alleen die richtingen meet, maar ook de verschilrichtingen (dus 22°, 53° en 75°). Ik kan me voorstellen dat ook in het spiegeltesten het gunstig kan zijn de spiegelorientaties op deze manier te kiezen, wellicht ook een keer interessant om uit te zoeken.

Nicolàs
 

InFINNity Deck

Observatory
Ik snap je redenering. Ik heb wel geeperimenteerd met veel en weinig orientaties (richting van de fringes), maar nooit een duidelijk verschil gezien tussen interferogrammen in twee, drie of meer orientaties. De orientaties en het aantalfringes zijn nooit precies gelijk dus ik denk dat eventuele theoretsche problemen zich in de praktijk niet of zonder significant effect op het resultaat voordoen, of uitmiddelen.
Hoi Jan,

ja, de praktijk is altijd wat weerbarstiger dan de theorie en ik geloof dus graag dat mijn theoretische overpeinzingen in de praktijk niet heel veel winst opleveren.

Nicolàs
 
Bovenaan Onderaan