Vermessung des Streifenkontrastes am Interferometer

sensor · Gast

Hallo,

wir haben ein Michelson-Interferometer dass so aufgebaut und justiert ist, dass man Interferenzstreifen beobachtet. Nun soll in Abhängigkeit vom Weglängenunterschied der beiden Interferometerarme der Kontrast des Streifenmusters (also (Imax+Imin)/(Imax-Imin)) bestimmt werden.

Die Umsetzung ist noch nicht so recht ausgereift und soll verbessert werden. Bisher haben wir folgende Varianten diskutiert:

Ein Bildsensor (z.B. ein Zeilensensor) der von einem Rechner ausgelesen wird wäre wahrscheinlich gut - ein Rechner ist aber leider keine Option.
Das Anzeigen des Sensorsignals mit dem Oszilloskop wäre vielleicht noch möglich. - Hat damit jemand Erfahrungen?
Eine Fotodiode o.ä. wird wahrscheinlich eine zu große aktive Fläche haben, oder? Ein einzelner Sensor (dass man durch das Interferenzmuster bewegt) würde ja prinzipiell genügen. - Aber gibt es so etwas in der Größe?

Es würde mich freuen, wenn jemand Bemerkungen oder weitere Anregungen hätte. smile

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich bin einverstanden, dass es da praktisch sein wird, einen kleinen Lichtdetektor zu verwenden.

(Wie klein der sein sollte höngt natürlich davon ab, wie nah die Streifen in eurem Bild aufeinandersitzen. Vielleicht habt ihr ja sogar auch ein passendes Teleskop (oder zwei passende Linsen) griffbereit, das ihr zum Aufweiten des Bildes nehmen könnt, dann könnte eine ganz normale, größere Fotodiode, auch schon reichen.)

Wenn ihr da zum Beispiel eine ausreichend kleine Fotodiode habt, nehmt die.

Oder vielleicht wollt ihr ja auch gerne vor diese Fotodiode eine Blende halten, die ein noch deutlich kleineres Durchtrittsloch hat als die Fotodiode selbst. Solange das Lichtsignal auf der Fotodiode dahinter noch stark genug ist, könntet ihr das prima verwenden.

Falls ihr direkt einen Zeilensensor dahabt, nehmt vielleicht einfach das Signal von einem einzelnen dieser kleinen Lichtedetektoren auf diesem Zeilensensor und gebt es direkt auf ein Intensitätsanzeigegerät (das kann ein Oszi sein, aber natürlich können da auch deutlich einfachere Anzeigegeräte reichen. Je nach Aufbau reicht vielleicht sogar ein einfaches Multimeter als Spannungsmessgerät, das zeigt euch den Spannungswert gleich direkt an, den ihr am Oszi erst noch abmessen und ablesen müsstet.)

Und sobald ihr in irgend so einer Form einen Lichtsensor habt, der eine ausreichend kleine Fläche erfasst, könnt ihr das Messignal ja prima auch mehr oder weniger von Hand aufnehmen:

Ihr baut die Fotodiode (eventuell mit der Maske mit kleinem Loch drauf) so auf, dass ihr sie durch die Streifen der Maxima und Minima hindurch verschieben könnt. Zum Beispiel auf einer Schiene, mit irgendeiner Mechanik (Stellschraube, ..., was euch so einfällt und was ihr so dahabt), mit der ihr die Position dieses Lichtsensor fein genug verändern könnt.

Dann schaut ihr euch die Anzeige der gemessenen Intensität an. Ihr fahrt in einem Maximum, und lest den Wert ab. Ihr fahrt weiter ins nächste Minimum, und lest dort den Wert ab. Vielelicht wollt ihr noch für bessere Messgenauigkeit noch ein bisschen weitermachen und noch ein paar weitere Maxima und Minima durchfahren und jeweils wieder den angezeigten Lichtintensitätswert ablesen.

Mit einer CCD-Kamera und einem Bildverarbeitungsprogramm auf einem Computer ginge sowas sicher auch, aber das wäre wohl eher der Overkill, die Messung so eines Interferenzbildkontrastes geht mit den angesprochenen einfacheren Mitteln sicher mit deutlich weniger Apparaturaufwand als CCD-Kamera (oder Zeilensensor) und Rechner.

sensor · Gast

Erst einmal vielen Dank für deine Antwort. smile

Das Streifenmuster ist bereits durch eine Linse aufgeweitet. Auf dem Schirm hat es eine Ausdehnung von einigen Zentimetern (circa 4 Streifen mit je rund 1-2 cm Breite).

Photodioden schienen uns von der aktiven Fläche her recht für den Einsatz zu groß. Eine Blende wäre natürlich naheliegend, aber da müsste man mal schauen, ob dann die Intensität noch für ein Signal ausreicht.

Wir haben keinen Zeilensensor da, aber es existieren Überlegungen den Aufbau mittelfristig zu ergänzen. Daher wäre das eine Option. Das Auslesen eines ausgewählten Bildpunkts dieses Sensors war auch eine Idee. Wenn das mit einem einfachen Multimeter abzulesen ginge, wäre das natürlich noch besser. Aber existieren Ansteuerungen für Zeilensensoren, die das erlauben?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Ich könnte mir vorstellen, dass die Option mit Fotodiode und Blende drauf die am schnellsten probierbare sein könnte. So eine Blende könnt ihr ja sicher einfach mal zum Beispiel mit einem Stück Papier oder Pappe mit Loch drin machen und auf der Fotodiode befestigen. (Die Größe des Loches könnt ihr dann ganz einfach durch Ausprobieren so wählen, dass euer Signal groß genug zum Beobachten wird.)

Wenn einer eurer Streifen rund 1 oder 2 cm Breite hat, müsste sowas doch ziemlich locker gehen, oder? Falls ihr irgendwo eine Fotodiode habt, die nur wenige Millimeter groß (Durchmesser oder Kantenlänge) ist, braucht ihr vielleicht sogar gar nicht einmal eine Blende.

sensor · Gast

Ja, das werden wir dann wohl als erstes probieren. Dankeschön. smile