Autor Thema: Optisches Gitter aus einer CD  (Gelesen 17194 mal)

hinrich husemann

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Optisches Gitter aus einer CD
« am: Juli 13, 2011, 15:48:49 Nachmittag »
Hallo, wer gerade nichts Besseres zu tun hat (heute mal was Längeres):
Hier einige wellenoptische Mikroskop-Spiele - Beugungsbilder in der hinteren Brennebene (Fourier-Ebene) von Objektiven, Einfluss von Apertur und Wellenlänge - mit einem Gitter, hergestellt aus einer unbespielten CD. Für Durchlicht wurde die Alu-Schicht abgelöst; man kann vergleichbare Versuche aber mit der originalen CD auch mit Auflicht-Mikroskopen machen.
Die Gitterkonstante beträgt recht genau 1,50 µm entsprechend 667 LP/mm (wurde gemessen - siehe unten - mit einem Leitz-Objektmikrometer - aber auch ein Solches hat natürlich Fehlergrenzen). Die an sich ja vorhandene Krümmung der Gitterlinien ist bei diesen kleinen Bildausschnitten praktisch nicht zu bemerken. Das "weiße" Licht stammt aus einer "weißen" LED (6500 K); das "bunte" durch (etwas ältere) Interferenzfilter von CZJ.

"Rohstoffe"  und Blick aufs Gitter



Blicke in die Fourier-Ebenen








Freundlich "verspielte" Mikrogrüsse
H. Husemann

Nur noch die Messung




peter-h

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #1 am: Juli 13, 2011, 16:34:30 Nachmittag »
Lieber Herr Husemann,

genau das suchte ich heute schon verzweifelt im WWW. Wie haben Sie die Schicht entfernt? Alu mit NaOH geätzt? Oder geht es einfacher?  Wäre für eine kleine Hilfestellung dankbar.

Viele Grüße
Peter Höbel

hinrich husemann

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #2 am: Juli 13, 2011, 19:06:54 Nachmittag »
Lieber Herr Höbel,
quasi mit einer Mischung von Maßnahmen: Erst habe ich am Rande mit einem ganz scharfen Messerchen ganz vorsichtig erwas "gepokelt", dann aber mit etwas Säure (ich hatte etwas halbkonz. HCl, aber es könnte vielleicht auch mit NaOH gehen) an einem Q-Tip gewischt. Erst ging es nicht so recht, aber dann funktionierte es doch einigermaßen. Ein Idealrezept habe ich auch nicht. Man will ja auch nicht so viele Kratzer. Da ich nicht so große Flächen brauchte, hat es - zumindest für meine Zwecke - gereicht.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann
« Letzte Änderung: Juli 13, 2011, 19:10:37 Nachmittag von hinrich husemann »

Tim

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #3 am: Juli 13, 2011, 20:22:08 Nachmittag »
Hallo,

ich hatte mal Rohlinge, bei denen es nicht mehr als einen kräftigen Luftstrom gebraucht hat, um die Metallisiertung herunter zu bekommen. Mit einer Druckluftpistole sollte es eigentlich gehen. Auf dem Bild der CD sieht man ja schon einige Flitter, die Beschichtung haftet wohl nicht so übermäßig fest.

Alu geht mit NaOH ganz sicher weg, nur wird die Lackschicht darüber stören.

Tim

Ansosnten gibts optische Gitter ind Diagröße für wenig Geld auch bei Astromedia.de...
« Letzte Änderung: Juli 13, 2011, 20:23:49 Nachmittag von Tim »

Stuessi

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #4 am: Juli 13, 2011, 20:32:57 Nachmittag »
Man nehme die CD in eine Hand und knicke sie in 2 Hälften, die beschreibbare Seite nach innen. Meist zerfällt sie dann in ein Durchsicht- und ein Reflexionsgitter.

Gruß,
Stuessi

Jürgen Boschert

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #5 am: Juli 13, 2011, 20:37:57 Nachmittag »
Hallo Stuessi,

dazu empfehle ich aber dringend, ein Handtuch darum zu wickeln. Das schützt die Augen und verhindert große Schweinerei. Insbesondere die Alu-Stückchen fahren weit und in jeden Winkel.

Beste Grüße !

JB
Beste Grüße !

JB

peter-h

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #6 am: Juli 13, 2011, 23:18:10 Nachmittag »
Danke für alle Ratschläge.

Wenn man nicht lange genug warten kann, dann sieht es so aus  ;D

Hier war die Zeit für den Ätzvorgang doch etwas zu kurz. Mit Salzsäure und etwas H2O2, dann noch ins Ultraschall geht es ohne weitere mech. Bearbeitung. Nun etwas mehr Zeit und es sieht sicher ordentlich aus. Dann folgen die Versuche der Einbettung in ein Medium mit Abschluß eines Deckglases.

Viele Grüße
Peter Höbel



hinrich husemann

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #7 am: Juli 14, 2011, 00:35:33 Vormittag »
Lieber Herr Höbel,
wie sagte doch der König von Preussen 1806 nach der verlorenen Schlacht von Jena und Auerstädt: "Ruhe ist die erste Bürgerpflicht"! Und so sollte es auch in der Optik sein! ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D ;D
TRöstende Mikrogrüsse
H. Husemann

PS.: Ist natürlich wieder etwas OT.

peter-h

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #8 am: Juli 14, 2011, 14:17:05 Nachmittag »
Lieber Herr Husemann,

ja wie recht Sie haben  ;D , es war auch nur ein Schnelltest um zu sehen wie gut die Schicht sich lösen läßt.
Nun also mit etwas mehr Ruhe - es geht gut. Ob KOH oder die HCl + H2O2 Version, es funktioniert sehr schön. Einzig meine Verwunderung über Ihren Superkontrast ! Muß ich meine PlanApos verschrotten ? Soll ich doch nach einem AXIOMAT Ausschau halten ?
Bitte verraten Sie mir den Trick.

Wenigstens stimmen Theorie und Praxis überein. Hier mit einem PlanApo 10/0,32. Das soll nach Rechnung noch 1,14µm auflösen können. Dazu eine Kamera mit einem Adapter mit Faktor 2x.

Da auch bei mir der Abstand der Gitter 1,5µm beträgt, sind keine groben Fehler erkennbar  ;)

Wenn es mir noch gelingt zu einer Konrastverbesserung zu kommen, so reicht mir das sehr preisgünstige Gitter für einige Versuche.
Anmerkung , es lag ein Deckglas auf der CD.

Viele Grüße
Peter Höbel

« Letzte Änderung: Juli 14, 2011, 14:27:57 Nachmittag von peter-h »

Kurt Wirz

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #9 am: Juli 14, 2011, 17:58:33 Nachmittag »
Hallo
Weder mit HCl noch mit NaOH konnte ich die Aluschicht entfernen.
Mit dem Messer, oder durch biegen löste sich die Schicht.
Doch, wo gehen denn die Striche hin?
Ich suche und suche.
Hier ein Ausschnitt eines abgeblätterten Alu Stückchens!
Das Bild wurde stark bearbeitet.



Gut Licht

Kurt
« Letzte Änderung: Juli 14, 2011, 19:02:59 Nachmittag von Kurt Wirz »
.
Klassisches auflicht Focus-Stacking
http://www.focus-stacking.com

hinrich husemann

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #10 am: Juli 14, 2011, 19:43:45 Nachmittag »
Lieber Herr Höbel,
zugegeben: Ich hatte zur Demonstration und Gitterkonstantenmessung mein Gitterbild auf Schwarz-Weiß "konvertiert" und zusätzlich den Bild-Kontrast etwas erhöht. Aber die Beugungsbilder in den Fourierebenen der Objektive zeigen ja, daß man etwas mit diesem Gitter machen kann. Mein Bild war mit einem CZJ Apo 40/0,95 gemacht; dazu mit Optovar 2x durch Okular Kpl 10x / 20. Auch ich hatte ein Deckglas auf der (richtigen!!!) Seite der CD.

Wenn ich die "entaluminierte" CD-Scheibe mit einem roten Laser-Pointer durchleuchte, kann ich die 2. Ordnung praktisch nicht sehen, dafür aber wieder etwas die dritte. Es liegt wohl daran, daß das Verhältnis von Spaltbreite zu Balkenbreite des Gitters irgendwo zwischen 2 und 3 liegt. Bei den Pupillenbildern ließ sich das nicht verfolgen, weil die nur höchstens bis zur 2. Ordnung eingefangen sind; diese ist aber auch hier deutlich schwächer.

Ich habe auch eine recht dünne Gitterfolie in Dia-Fassung (Beilage aus einem älteren Optik-Lehrbuch) mit etwa 550 LP/mm; verglichen damit ist "unser" CD-Gitter in seiner Wirkung wesentlich kontrastreicher. Ein "Solideres" mit 570 LP/mm - es ist (wieder in Dia-Fassung) zwischen Glasplättchen "eingebettet" -  ist etwas kontrastreicher als das CD-Gitter; zeigt mit dem Pointer aber praktisch gleiches Verhalten bezüglich der Intensität der Beugungs-Ordnungen.

Gitterfreundliche Mikrogrüsse
H. Husemann
« Letzte Änderung: Juli 14, 2011, 19:52:12 Nachmittag von hinrich husemann »

hinrich husemann

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #11 am: Juli 14, 2011, 19:50:35 Nachmittag »
Hallo Herr Wirz,
wenn ich Ihre Frage richtig verstanden habe: Herr Höbel und ich hatten die transparenten, vom Alu befreiten CD-Platten als Transmissionsgitter benutzt; nicht die abgeblätterte Alufolie. Man kann auch die originäre CD als Reflexionsgitter betrachten.
Freundliche Mikrogrüsse
H. Husemann

peter-h

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #12 am: Juli 14, 2011, 23:35:19 Nachmittag »
Lieber Herr Husemann,

danke für die Ergänzungen. Natürlich ist mit dem CZJ Apo 40/0,95 das Bild wesentlich besser. Etwas knifflig war das dauerhafte Fixieren eines Deckglases, aber mit Minitröpfchen UHU Plus ging es. Immerhin ein nettes Gitter mit Kosten nahe Null.
Die von Ihnen angesprochenen Gitter in Diaformat oder aus dem Lehrmittelbereich habe ich auch schon getestet und sofort in die Schublade verfrachtet.
Einzige Frage: In der Fachwelt wird bei CDs von einem Abstand von 1,6µm gesprochen. Sie haben 1,5µm gemessen, ich komme auf einen Wert von 1,47µm. Aber das klärt sich auch noch.

War zwischendurch eine schöne Spielerei. Danke für den Anstoß  ;)
Wellenoptische Grüße
Peter Höbel

hinrich husemann

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #13 am: Juli 15, 2011, 00:38:44 Vormittag »
Lieber Herr Höbel,
was den Wert von 1,47 µm anbetrifft, bin ich eher bei Ihnen als bei der "Fachwelt" von 1,6 µm. Ich habe ja geschrieben 1,50 - was nach allgemeiner Konvention bedeutet, daß die letzte Stelle unsicher ist. Aber auch Objektmikrometer von Leitz sind nun mal nicht völlig fehlerfrei. In die Nähe von 1,6 bin ich in vielen Messungen - auch mit anderen Objektmikrometern, z.B. von PZO - nie gekommen; eher unter 1,50.
Beugungsbehaftete, dennoch freundlich-kollegiale Mikrogrüsse
H. Husemann

hinrich husemann

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Re: Optisches Gitter aus einer CD
« Antwort #14 am: Juli 15, 2011, 10:38:51 Vormittag »
Lieber Herr Höbel,
"Nachschlag": Was ich im vor-vorigen Posting über die fehlende 2. Beugungs-Ordnung beim Durchleuchten des CD-Gitters mit einem roten Laser-Pointer (ca. 650 nm) sagte, war falsch. Es ist sehr wohl die 2. , denn die 3. Ordnung kommt gar nicht mehr "zustande". Für die Beugungswinkel der i-ten Ordnungen (gemessen zur Senkrechten auf dem Gitter) gilt ja m. W.  sin alpha(i) = i x Lambda / g  (i = 1, 2...). Mit lambda = 650 nm und g = 1500 nm errechnet sich (bzw. mein Taschenrechner)  alpha(1) = 25,7° und  alpha(2) = 60°.  alpha(3) "geht " schon nicht mehr. Es kommen mit "Rotlicht" also nur die 1. und 2. Ordnung (natürlich neben der Nullten) durch dieses Gitter. Das habe ich auch an meinem selbstgebastelten Apertometer festgestellt. Soweit meine morgendlich-neuen Erkenntnisse.
Gitterbewegte Mikrogrüsse
H. Husemann

hatte ich vergessen, noch anzumerken: So gilt das nur für "gerade" (= senkrechte) Beleuchtung. Bei schräger Beleuchtung bekommt man einseitig auch höhere Ordnungen (dafür auf der Gegenseite weniger).
« Letzte Änderung: Juli 15, 2011, 12:17:27 Nachmittag von hinrich husemann »