F120 Ceravolo-Interferometer - The Spherical Wave Interferometer

16.05.2005 Der Volks-ZYGO von Ceravolo  siehe auch: http://www.ceravolo.com/Interferometry.pdf

Der Interferometer kann man sehr viele bauen! Wobei der folgende exakt auf der Achse mißt, dafür aber
nicht im gesamten Farbspektrum, wie es der Bath-Interferometer kann. Der andernorts ausgetragene Streit
ist deshalb eher müßig, weil es um Meßtechnik im Amateur-Bereich geht. Mit solchen Beiträgen auf anderen
Foren ist dem Suchenden also weniger gedient: Der interessiert sich eher für die Vor- und Nachteile der
jeweiligen Bauweise, bzw. wo er die opt. Komponenten beziehen kann. Hauptunterschied:
Bath-IMeter hat einen BündelAbstand, der bei "schnellen" Spiegeln > f/4 Astigm. erzeugen kann
Teilerwürfel und Bikonve-Linse sind leicht zu besorgen und hinsichtlich Genauigkeit unkritisch.
Siehe auch: http://rohr.aiax.de/VFW_05.jpg

Ceravolo-IMeter erzeugt Interferogramme mit Doppel-Linien, siehe Bild unten. Meniskus-Linse nur bei Ceravolo
erhältlich mit Beschichtung, wenn Spiegel belegt. Lasermodul ohne Kollimations-Optik verwenden,
die im Beispiel unten.     




Obwohl bereits in der http://www.ceravolo.com/Interferometry.pdf  die
Begrifflichkeit zwischen Fizeau-, Twyman-Green-Interferometer, alias Michelson-
Interferometer herausgestellt wird, und sicherlich noch auf anderen Internet-
seiten, darf sich posthum Herr Fizeau glücklich schätzen, wenn er auch irrtümlich
wieder einmal beim Namen genannt wird. Um mir das Zitieren zu erleichtern,
kurz ein Zusammenschnitt der für mich wesentlichen "Zitate" von erlesener Herkunft.

Sei's drum: Weil in der Szene der Begriff Fizeau-Interferometer eingeführt wurde,
und ein ZYGO oder WYKO nach diesem Prinzip funktioniert, soll der "Volks-ZYGO" in
Form des noch nicht optimierten Ceravolo- bzw. Fizeau-Interferometers dargestellt
werden. Also aufgepaßt für alle, wo's beim Begrifflichen noch klemmt. 
( Don Camillo is watching you ! ) Siehe auch:

electron9.phys.utk.edu/optics4…es/m5/Interferometers.htm

Zwei Interferomgramme mit einem noch nicht optimierten Ceravolo-IMeter bei 532 nm wave.





Egal, mit welchem Interferometer man sich jahrzehntelang befaßt, es geht immer
um die Genauigkeit des Gerätes, um die Vielseitigkeit bei der Verwendung und um
den Kontrast der dabei erzielten Interferogramme wegen der Auswertung der Streifen-
bilder. Jedenfalls bezüglich störender äußerer Einflüsse, sind sich die Typen
ähnlich bis gleich, was ja dazu führte, daß man beim Michelson-Morley und das 
Ende vom Äther: www11.informatik.tu-muenchen.de/personen/groh/pub/albert.pdf
sogar den Verkehr anhielt, um störende Einflüsse zu vermeiden.
Das Auffinden der beiden Fokus-Punkte gelingt über eine Teilerplatte leichter.
Aber sie erzeugt wie bei einer Fensterscheibe zwei Reflexions-Bilder, die das
Streifenbild ein wenig stören. Also verwendet man wie in der Skizze von Ceravolo
einen Teilerwürfel. Während der Bath-Interferometer an die Bauteile aus Gründen
der Kompensation keine so großen Genauigkeits-Ansprüche stellt, muß man an die
Referenz-Flächen von Fizeau- und Twyman-Green-Interferometer höhere Ansprüche
stellen und da sollte man ein 10 lp/mm Ronchi-Gramm intra/extrafokal etwas sorg-
fältiger unter die Lupe nehmen bzw. sogar exakt mit einem ZYGO vermessen lassen,
wenn man mitreden will.



Some notes to the focus of the reference element: By using a cube the fokus of the
second surface of the meniscus lens becomes a little longer. And if you start with any kind 
of pinhole for the light cone (selfog lens, grin lens or 2mm glas ball), so the back coming 
light cone of the second reference surface of the meniscus should have its focus in the 
original one, it means the same distance, forewards and backwards. If you tilt the meniscus 
lens, you can see the back coming focus on your selfog lens holder. In this kind you'll get 
the exact distance you want. So you don't need the exact distance. Later you have to 
look for the two light point, one from the referenc element, the other one from the testing 
optik, both you have to put them together and then you'll see the fringes. Good luck!
The general prinziple of a Zygo works like a Fizeau interferometer with shifting the
reference element "phase shift". And this is my idea to call it a poor man's Zygo.

Das Prinzip dieses Interferometers kann man leicht der Skizze entnehmen. Diesmal
wird die Referenz-Welle über eine Meniskus-Linse mit genau berechneten Radien
erzeugt, die optisch sehr genau hergestellt werden müssen und diesmal ganz bestimmt
nicht am Küchentisch hergestellt werden können. Zusätzlich hat die Referenz-
Fläche eine teildurchlässige Beschichtung, weil sonst die Intensität der beiden
Teilbündel nicht an das 50% / 50% Verhältnis herankommen und ganz empfindlich den
Kontrast stören. Aus diesem Grunde braucht es für belegte wie unbelegte Flächen
je eine Lösung, also einen eigenen Meniskus.



Wenn man das grundsätzliche Prinzip eines Interferometers richtig verstanden hat,
dann geht es immer um eine Lichtquelle, die auf unterschiedliche Weise in zwei Teil-
wellen zerlegt wird: Teilwelle 1 holt sich die Information der Optik, egal wie, 
und wird mit Teilwelle 2 als Referenzwelle verglichen:
Beim Bath-Interferometer entsteht die Referenz-Welle über die gleiche, kleine 
Bikonvex-Linse auf dem Rückweg des Referenz-Bündels, 
beim Twyman-Green- alias Michelson-IMeters, weil der Teilerwürfel das Referenz-
Bündel von einer möglichst genaue Sphäre holt, 
beim Fizeau-Interferometer in der Bauweise von Ceravolo fungiert die 2. Meniskus-
fläche als Strahl-Teiler oder bei Planoptik die Referenz-Planfläche. 
Es gäbe noch den Scattertplate-Interferometer (optics.arizona.edu/jcwyant/pdf…ical_Testing/Scatterplate Interferometer.pdf), den Point-Diffraction-Interferometer (optics.arizona.edu/jcwyant/pdf…ers/Optical_Testing/Point Diffraction Interferometer.pdf)
und noch viele andere interessante Spielarten dieser höchst interessanten Meßtechnik.
Jede Bauweise hat ihre Vorteile aber auch Schwachstellen. Der Interferometer ist
aber eine der ganz wenigen Möglichkeiten, eine Optik quantitativ zu vermessen, also
einen PV, einen RMS und einen Strehl ermitteln zu können. Die dabei auftretenden
Unschärfen müssen immer in Beziehung zur Anwendung gesetzt werden, sonst wird eine
Diskussion darüber zu Farce. Leider gibt es ganz wenige bodenständige Optiker, die
das realistisch einschätzen können.



Es läuft aber, und das war der Grund für die Erfindung des BAth-Interferometers,
immer auf die quantitative Messung von Optiken hinaus, und man damit für ganz
bestimmte Fälle sehr exakte Ergebnisse bekommt. Ein Streit über die Vor- und
Nachteile der genannten Interferometer ist zwar foren-typisch, weil die Menschen
leider nicht anders sind, aber eigentlich unnütz. Im Ernstfall wird man alle
Interferogramme hinsichtlich Kontrast und Genauigkeit optimieren können und die
Freunde der Wiederholgenauigkeit oder Toleranz-Breite am Wesentlichen vorbei-zielen.

Nochmals zum Vergleich: Der Prüfling mit Fizeau:



Der gleiche Prüfling mit Twyman-Green(Michelson)
astro-foren.de/showthread.php?t=5656



Der gleiche Prüfling mit dem Bath-Interferometer



Die Amateur-Interferometrie wird kaum einem Industrie-Zygo den Rang ablaufen wollen,
auch wenn manche bei einem der Hersteller dessen ZYGO-Meßverfahren anforderten,
um es auf einem deutschen Forum erörtern zu wollen. Vielleicht probiert es der
Gemeinte bei der Firma Berliner Glas, oder einem der ehemaligen Mitarbeiter von
dort. Aber auch der wird nicht alle Details preisgeben wollen, damit die "akademische"
Diskussion erneut anhebt - das wäre nun wirklich eine ganz andere Liga.
Rohr
19.05.2005, 11:24
Noch ein paar Ergänzungen, die im besonderen dem Herrn KaStern gewidmet 
sind, weil sich dieser Herr Karsten ******* nicht nur bei mir sehr interessiert
für die Interferometrie zeigte, sondern besonders auch auf einem anderen
Forum auf eine höchst eigenwillige Art, die ihm natürlicht verziehen ist, sich zu
den Feinheiten des Bath-Interferometers ausgelassen hat. Er ist nun hiermit
eingeladen, sowohl den Michelson/Twyman-Green Interferometer in der Version
von Williams, wie auch den Fizeau-Interferometer in der Version von P.Ceravolo
in seine Überlegungen einzubeziehen und sich im Verbund mit einem ebenfalls
bekannten Herrn sich zu den Vor- bzw. Nachteilen dieser drei Meß-Einrichtungen
konstruktiv auszulassen. Am liebsten wäre es mir natürlich, wenn er sich selbst
zu Vergleichs-Zwecken einen Ceravolo-IMeter bauen würde.

Der Prüfling ist ein 250/2300 Kugelspiegel, die Lichtquelle ein 532 nm 
Laser-Pointer dessen Bündel über eine Selfog- oder Grinlens auf einen
Lichtkegel von 90-Grad fokussiert wird, was den Aufbau enorm erleich- 
tert. Man könnte noch diverse Feldblenden einführen, was aber nicht 
unbedingt erforderlich ist.









Spätere Bauweise vom 03.03.2017 - Prüfling ist ein 150/611 Kugelspiegel

Vorteil: exakt auf opt. Achse, bei exakter Zentrierung des IMeters kein induzierter Astigmatismus, 
Nachteil: Doppelt-Linien bei IGramm