Polfilter, ein Auslöschungsvergleich

[Johannes Kropiunig]

Hallo,

immer wieder wird nach Polfiltern gefragt, und auch ich habe mir die Frage gestellt, ob die Vorhandene, günstige Folie reicht, oder nicht.
Nachdem am Freitag die bei Thorns bestellten Euromex Polfilter gekommen sind, kann ich zumindest diese 2 Vergleichen.



Zur Erklärung, auf den Bildern links befindet sich nur ein Polfilter im Tubus und die Helligkeit der LED wurde solange angepasst, bis das Histogramm, bei der Belichtungszeit von einer 1/100 Sekunde, mittig war.
Rechts wurde die Belichtungszeit auf 1 Sekunde erhöht, der 2te Polfilter auf die Leuchtfeldblende gelegt und danach bis zur maximalen Abdunklung verdreht, an der LED-Helligkeit wurde nichts verändert.

Rein von der Auslöschung liegt die Polfolie vorne, wenn nicht die vielen Kratzer wären....
Bezugsquelle der Polfolie war übrigens http://www.teleskop-austria.at.

Da dieser Vergleich recht einfach nachzuvollziehen ist, würde ich mich hier über Bilder andere Polfilter (Zeiss,Leitz, etc.) die mit dieser Methode erzeugt wurden, freuen.

Viele Grüße,
Johannes

[peter-h]

Mein Beitrag dazu


Olympus Polfilter, Objektiv SPlan Apo 10/0,4 . Die Kamera läßt sich nicht auf 1 s einstellen, daher diese Kurzzeiten.

Grüße
Peter

[Johannes Kropiunig]

Hallo Peter,

freut mich, dass du einen Beitrag spendest.
Was wäre, wenn du die Belichtungszeit in den selben Verhältnis wie bei meinen Bildern eingestellt hättest, sprich mit Polfilter 1/100 Sekunde, wäre es dann schwarz gewesen ?

Viele Grüße,
Johannes

[peter-h]

Hallo Johannes,

da meine längste Bel.zeit mit dieser Kamera 1/4 s ist, habe ich das Verhältnis 1:100 wie bei Dir nun gewählt.

Das ist mit Polfilter richtig schwarz ! Da hilft auch keine Bildbearbeitung weiter.

Gruß
Peter

[Johannes Kropiunig]

Hallo Peter,

andeutungsweise kann ich auf meinen Monitor noch etwas ausmachen, mehr aber auch nicht.
Das deutet doch auf einen mächtigen Qualitätsunterschied von Olympus und Euromex Polfilter hin, das hätte ich so extrem nicht erwartet.
Danke für diesen Einblick.

Viele Grüße,
Johannes

[Klaus Henkel]

andeutungsweise kann ich auf meinen Monitor noch etwas ausmachen, mehr aber auch nicht.
Das deutet doch auf einen mächtigen Qualitätsunterschied von Olympus und Euromex Polfilter hin, das hätte ich so extrem nicht erwartet.

Als Fotozubehörartikel waren ab den dreißiger Jahren Polarisationsfilter sehr beliebt. Die bedeutenden Kamerafabriken, wie Leitz (Leica), Zeiss-Ikon (Contax, Contarex, Contaflex, Contina, Contessa ...), Zeiss-Jena (Praktika etc), die auch Mikroskophersteller waren, haben niemals die Foto-Polfilter für die Mikroskopie verwendet. In der Mikroskopie waren die Anforderungen an die optische Qualität stets wesentlich höher. Heutzutage kann man - über den Daumen gepeilt - Qualitätsunterschiede geradezu voraussetzen zwischen Firmen, die hauptsächlich den Mikroskopmarkt der Amateure, Ärzte und Biologen beliefern und solchen die traditionell auch Auflicht-Mik. für die Metallurgie, Geologie, Kristallografie u. ä. oder für die Forschung bauen.
Polfilter erster Qualität kosten "einiges".

Das "nur mal so" in die Runde.

Beste Grüße von KH

[Stefan_O]

Hallo ihr Beiden,

ein Kommentar bzw Anregung zu den interessanten Versuchen. Mücke (Anleitung zur Erzmikroskopie) lässt sich auf diversen Seiten darüber aus, das die Lage des Polarisators zur Optik eine wichtige Rolle spielt. Ohne die korrekte Lage gibt es keine vollständige Auslöschung. Für eure Versuche würde das heissen, dass die Bilder mit gekreuzten Folien u.U. nicht korrekt sind.

Ich habe leider keine Idee, wie stark der von Mücke buchstäblich angeprangerte Effekt ist, oder ob dieser nur für Auflicht gültig ist. Wäre es euch möglich, dies mal zu testen? (Filter kreuzen, messen, Polarisator 20-30° drehen, Filter wieder kreuzen,...)

Wäre wirklich nett!

Gruss,
Stefan

[peter-h]

Es mag ja sein, dass ein solcher Versuch ganz nett ist, aber was bringt es? Gute Polfilter kosten richtig Geld, wie schon Herr Henkel geschrieben hat. Wenn ich nun an meinem Polarisator noch eine Winkelskala (mit Nonius) anbringen würde und das Licht nicht über eine Kamera, sondern über eine ausgewählte Fotodiode messen würde, dann wäre das erst der Anfang einer Meßreihe.
Warum ?
Leider ist die Auslöschung auch Wellenlängen abhängig !
http://www.sonnen-filter.de/Filter-1/Pol-var-log.gif

Und nun müßte man (ich mache es nicht) für X Firmen und Y Händlerangebote für Z Wellenlängen den Intensitätsverlauf in Abhängigkeit des Winkels aufnehmen. Ein sehr schönes Schulprojekt für die langweilige Ferienzeit 
Vielleicht habe ich bei dieser Hitze noch einige Parameter vergessen. Ganz sicher geht auch das Objektiv mit ein denn es muß spannungsfrei sein. Also noch Objektivreihen durchforsten. Hoffentlich reichen die Ferien.

Gut Meß
Peter

[Stefan_O]

Vielleicht habe ich bei dieser Hitze noch einige Parameter vergessen.

Gute Umgangsformen, z.B.. Es wäre eine einzige Messung mehr gewesen, was kaum ein Grund zum Poltern ist.

Ich habe nochmal nachgelesen, der Punkt bezieht sich auf die Stellung des Polarisators zum Plättchen bzw Prisma, gilt also nur für Auflicht und hat sich damit erledigt. Nicht für ungut.

Gruss,
Stefan

[Johannes Kropiunig]

Hallo,

mein Anliegen mit diesem Beitrag war auch keine wissenschaftliche Testreihe, sondern bloß eine kleine Kaufentscheidungshilfe für Hobby-Tümpler.
Professionisten die Polmikroskopie betreiben wollen, kaufen sowieso z.B. kaum einen Polfilter von Euromex.
Die 3 Bilder zeigen immerhin schon, dass sich ein tieferer Griff in die Tasche bezahlt machen würde, und das ist doch auch schon etwas. 

Viele Grüße,
Johannes

 

[JB]

Leider ist die Auslöschung auch Wellenlängen abhängig !
http://www.sonnen-filter.de/Filter-1/Pol-var-log.gif
Und nun müßte man (ich mache es nicht) für X Firmen und Y Händlerangebote für Z Wellenlängen den Intensitätsverlauf in Abhängigkeit des Winkels aufnehmen.

Hallo Peter,

Die Messreihen sind gar nicht noetig. Alle ueblichen Mikroskop-Polfilter sind letztlich "Polaroid"-Folien (und deren Nachfolgeprodukte), zwischen Glas geklebt.

Deren Transmissionsspektren kann man hier finden: http://www.knightoptical.com/php/documents.php?phpMyAdmin=1a57bb4a6a63eb9a79f08a683448d854&phpMyAdmin=01a8bb9c2b1c247cd5ef2d6209dff11c&phpMyAdmin=MC80NOFfGanDy1cQBQsOXsTr0de
Klicken Sie auf den Ordner "Polarisers", dann auf "3M Sheet Polarisers"; in den PDFs finden Sie die Spektren.

Uebliche Pol-Mikroskope haben einen Extinktionsfaktor um 1000 ( http://books.google.co.uk/books?id=14_4OxSxlpYC&lpg=PA122&ots=rUpM0trbWo&dq=polarisation%20microscope%20extinction%20factor&pg=PA120#v=onepage&q=polarisation%20microscope%20extinction%20factor&f=false ); das ist fuer die Folien kein Problem, HN22 hat einen Faktor von 1:10.000.

Da macht sich zuerst die depolarisierende Wirkung der Mikroskopoptik bemerkbar. Wenn Sie vergleichen sollten die Objektive die gleiche Apertur und die Kondensoren die gleiche Aperturblendenoeffnung haben.

Der Euromex-Filter hat einen schoenen "blue leak"; das blaue/violette Licht kommt besser durch weil der gewaehlte Filter im diesem Wellenlaengenbereich schlechter polarisiert. Ein verbreitetes Problem; beim Zeiss-DIC (alt) wird der hellblaue Hintergrund andererseits sehr gemocht.

Beste Gruesse,

Jon

P.S.: Aus den Spektren wird auch deutlich warum einfache Foto-Polfilter sich anders verhalten als Mikroskop-Polfilter. Die Fotofilter sollten eine relativ hohe Transmission behalten; da kann man sich auch mit einem Extinktionsfaktor von 1:1000 zufrieden geben.

[Gerd Schmahl]

Hallo Jon,

Die Messreihen sind gar nicht noetig. Alle ueblichen Mikroskop-Polfilter sind letztlich "Polaroid"-Folien (und deren Nachfolgeprodukte), zwischen Glas geklebt.

Werden denn gar keine echten NICOLS mehr gefertigt. Ich dachte, dass die in "richtigen" Polarisationsmikroskopen schon noch angewendet werden und diese Pol-Filter aus zwei verklebten Kalkspatkeilen sind natürlich sehr viel teurer in der Herstellung. Ich dachte immer, dass der enorme Preisunterschied sich darauf bezieht.

Grüße
Gerd

[TPL]

Werden denn gar keine echten NICOLS mehr gefertigt. Ich dachte, dass die in "richtigen" Polarisationsmikroskopen schon noch angewendet werden und diese Pol-Filter aus zwei verklebten Kalkspatkeilen sind natürlich sehr viel teurer in der Herstellung. Ich dachte immer, dass der enorme Preisunterschied sich darauf bezieht.

Hallo Gerd,
Nicol'sche Prismen ("Nicols") werden vielleicht noch gefertigt, aber auch in der Mikroskopie schon seit fast 100 Jahren kaum noch verwendet. Mindestens seit den 1920er Jahren werden die Prismen nach Ahrens genutzt, die durch ihren Aufbau bei gleichem Querschnitt die Verwendung kleinerer (und deshalb günstigerer) Kalkspatprismen erforderten. Umso lustiger, dass sich in Geologen- und Mineralogenkreisen die "gekreuzten Nicols" so lange gehalten haben .

Folien-Polarisatoren sind diesen Prismen etwa seit der frühen Nachkriegszeit von ihren optischen Eigenschaften ebenbürtig, wesentlich günstiger und wurden nur bei speziellen Aufbauten durch Polarisationsprismen ersetzt (z.B. bei intensiver/heißer Beleuchtung). Es gibt noch ein paar weitere Spezialanwendungen für Pol-Prismen, aber mit denen kennt sich Olaf viel besser aus.

Grüße, Thomas

[JB]

Ich dachte immer, dass der enorme Preisunterschied sich darauf bezieht.

Hi Gerd,

Die eigentliche Folie ist recht preiswert (wie Thomas oben schon schreibt). Meiner Meinung nach beruht der hoehere Preis auf der weiteren Verarbeitung. Folgende Merkmale wuerde man erwarten:

- hochwertige Folie; hohe Extinktion; farbneutral; UV und NIR-bestaendig
- glatte Verklebung
- wasserdichte Versiegelung (Pol-Folie ist feuchtigkeitsempfindlich)
- verklebt mit optischem Glas
- beidseitig plangeschliffen
- Antireflektionsbeschichtung
- exakte Ausrichtung der Pol-Achse

Das alles macht die Filter teuer. Zeiss baut dann noch eine Delaminationsautomatik ein; das kostet extra.

Beste Gruesse,

Jon


"You cannot eat love, nor buy a horse with it, nor warm your halls on a cold night."

[olaf.med]

Lieber Gerd,

Thomas hat schon recht, echte Nicolsche Prismen wurden schon lange durch andere Bauformen ersetzt. Ziel aller Bestrebungen war immer möglichst Material-sparend zu arbeiten und trotzdem perfekte Polarisation zu erzeugen, da Calcit in der erforderlichen optischen Qualität (Einschluß-frei, wasserklar, unverzwillingt etc.) extrem selten ist. Da außerdem die Verarbeitung, vor allem die Politur der End- und Trennflächen, sehr problematisch ist, war der Preis für Prismenpolarisatoren immer hoch. Ein einfaches Prisma mit nur 5 mm Kantenlänge der Endfläche kostet heute schon ca. € 500,-; der Preis für ein gutes Ahrensprisma in der für einen Mikroskop-Polarisator erforderlichen Größe übersteigt leicht den Wert des gesamten übrigen Stativs.

Das Original Nicol hat Endflächen, die nicht senkrecht zur Beobachtungsrichtung stehen, daher gibt es erhebliche Bildfehler beim Einschalten eines solchen Elements. Besser, und daher schon früh besonders abbildungsseitig als Analysator eingesetzt, ist das Glan-Thompson Prisma und die Königsklasse ist das Ahrens Prisma, das aus drei Einzelprismen zusammengesetzt ist und bei kleinsten Materialverbrauch den größten Polarisationswinkel erzeugt.

Richtig große Polarisationsprismen sind so selten, daß sie bereits um 1900 in der einschlägigen Fachliteratur einzeln erwähnt wurden. In diesem Bauteil einer optischen Bank der Fa. Newton, London "Optician to the Queen" für die Demonstration von Polarisationseffekten (auch Polariskop genannt), steckt ein Nicolsches Prisma von 16 x 5 cm. Weltweit gabe es sicher weniger als ein Dutzend solcher Giganten.



Vorteile der Kristallpolarisatoren sind:

• beste Polarisationseigenschaften
• größere spektrale Bandbreite, vor allem im IR-Bereich
• größte Lichtausbeute (etwa 50% Lichtausbeute gegen ca. 30% bei Folien
• geringere Aufheizung bei Verwendung starker Lichtquellen, da die Wirkung durch Totalreflektion eines Teilstrahls erzeugt wird und nicht durch wärmeerzeugende Absorption

...wenn, ja wenn nur der Preis nicht wäre...

Für Routineuntersuchungen im sichtbaren Licht genügen Polarisationsfolien allen Anforderungen.

Herzliche Grüße,

Olaf