интерферометр Фабри-Перо

Supported by http://www.holography.ru
holos

интерферометр Фабри-Перо

Post by holos »

Опять чувствительность матрицы может оказаться недостаточной, хотя идея сама по себе интересная.
Для полноты коллекции приведу три варианта наблюдения спектра с помощью интерферометра Фабри-Перо (о двух подробно писал ранее в этом же разделе).

1. Визуальный метод.
Перед интерферометром ставится матовое стекло и спектр наблюдается визуально, аккомодируя глаз на бесконечность. Наиболее простой вариант, хорош для оперативной оценки спектра.
visual_fpi.jpg
visual_fpi.jpg (56.48 KiB) Viewed 5708 times
2. Проекционный метод.
На интерферометр подают расширенный линзой пучок от лазера (для лазерного диода это происходит само собой). За интерферометром ставят линзу, проектирующую спектр на экран. Способ полезен при настройке лазера и удобен при мощности лазера не менее 20-30 мВт иначе кольца на экране плохо заметны. В этом варианте вместо экрана может подойти и фотоматрица, если ее чувствительность поднять на тысячу-другую ISO и без шумов.
projection_fpi.jpg
projection_fpi.jpg (50.16 KiB) Viewed 5707 times
3. Метод сканирования спектра.
Самый сложный, но самый точный метод. Требует использования пъезокерамики в конструкции интерферометра и хорошего фотоприемника - низкошумящего фотодиода, но лучше ФЭУ (Gall нашел неплохой образец http://www.kvadrotech.ru/catalog/p25.htm).
sfpi.jpg
sfpi.jpg (57.99 KiB) Viewed 5708 times
И отличная книжка, найденная Al_gont и другая литература, и мой скромный опыт показывают, что к конструкции интерферометра Фабри-Перо нужно подходить очень серьезно, если вы хотите получить от него то, что требуется, а именно, истинный спектр лазера. И зеркала и юстировочный узел должны быть ТРЕБУЕМОГО качества, иначе замаетесь настраивать или получите ложный спектр :think:
_Pirra

интерферометр Фабри-Перо

Post by _Pirra »

Доброго времени суток.

А ктонибудь пробовал наблюдать интерференционную картину через прибор ночного видения? По сути тотже ФЭУ, только вместо детектора люминистенсная поверхность. Думаю туда можно попробовать приделать ПЗС, правда только с целью наблюдения. Разришение самого прибора ночного видения не позволит получить чёткую картину.

Знаетели вы, что фоточувствительная часть лампы сканера состоит из большой кучи толи фотодиодов, толи фототранзисторов... Наводит на всякие фантазии в этом направлении... (хотя мой сканер излишнему интересу в свой адрес однозначно не рад)
holos

интерферометр Фабри-Перо

Post by holos »

Федот, да не тот :doh: . Прибор ночного видения, или ЭОП, или электронно-оптический преобразователь не усиливает фототок, а преобразует инфракрасное излучение в видимое. Потому в него и видно ночью – заяц остается теплым и днем и ночью. А красную картинку через него можно вообще не увидеть.
На заре лазерно-диодного приборостроения, когда выпускались только инфракрасные лазеры, мы делали одну интересную тему для летчиков – писали микроголограммы на обычную пластинку, а восстанавливали полупроводниковым лазером (на самолет ЛГ-38 не поставишь). Изображение получалось инфракрасным, мы его и превращали в видимое с помощью ЭОП. Система работала, но лазеров пожгли немеряно, они тогда были очень капризные.
holos

интерферометр Фабри-Перо

Post by holos »

Продолжаю модернизировать измерительную схему интерферометра. Наконец-то спаял давно купленный в «Чипе и Дипе» предусилитель на микросхемах LM324 и подсоединил к выходу ФЭУ.
preamplifier_01.jpg
preamplifier_01.jpg (93.24 KiB) Viewed 5660 times
Вообще-то, настоящие голографисты должны уметь свободно и непринужденно делать следующие вещи:
- работать паяльником (читай, самому паять разнообразные электро- и радиосхемы),
- работать ножовкой, напильником, дрелью и др. механическим инструментом,
- досконально знать работу лазера, уметь его настраивать и ремонтировать,
- знать принцип работы любого оптического прибора, от микроскопа до телескопа,
- с головой увлекаться историей физики, ощущать связь времен,
- свободно разбираться в фотохимии и профессионально наводить химрастворы,
- уметь прилично фотографировать и участвовать в работе фотосайтов,
- знать основы фотокомпозиции, уметь ставить свет,
- знать историю искусства, в первую очередь, историю живописи,
- любить импрессионистов и Эйшера,
- расслабляться под Ambient :wink:

...Сейчас это уже трудно представить, но еще 20 лет назад существовал дружный и мыслящий, разбросанный по всем нашим городам и весям, коллектив энтузиастов, называемых себя радиолюбителями. Сейчас они, наверное, тоже есть, но как можно устоять от готовых наборов усилителей и других схем, продаваемых в «Чип и Дипе»? Покупаешь, впаиваешь все, что есть в коробке в готовую печатную плату, а то и просто, припаиваешь пару проводов, и все дела. Интересно? Да не очень.
А я помню, как еще в 7-м классе решил сделать свой первый детекторный приемник. С радиодеталями тогда еще было туговато, но в универмагах уже существовали радиоотделы, где продавались сопротивления, конденсаторы, радиолампы и чудесные новинки – транзисторы.
detector receiver.jpg
detector receiver.jpg (90.31 KiB) Viewed 5660 times
Провода для катушек я нашел быстро, но вот нужного диода в магазине не было. Купил силовой Д7Ж, но детектировать сигнал он не захотел. Пришлось попробовать сделать детектор самому, благо, в «Юном технике» была статья на эту тему. Надо было смешать мелко напиленный свинец с серой в пробирке, нагреть смесь над газовой горелкой до полного спекания, затем разбить пробирку и, в буквальном смысле слова, тыкая острой иглой по поверхности новоиспеченного кристалла, найти точку детектирования. Мой отец работал тогда на металлургическом заводе и смог достать мне и пробирки и свинец и серу, и я стал экспериментировать. После десятой разбитой пробирки стало понятно, что кристалл таким образом я не получу, что-то не шло в методике – вместо кристалла получалась какая-то аморфная, рыхлая масса с подозрительным запахом. К счастью, через пару месяцев в магазине появились детекторные диоды Д2Е, и я успешно собрал детекторный приемник. Можно ли передать тот восторг, когда вечером, сидя перед маленьким куском фанеры, на котором закреплена картонная трубка с двумя катушками и диод с конденсатором, с протянувшимся от них по потолку проводом-антенной и подключенным одним наушником ТОН-2 я нашел первую радиостанцию. Из огромного, необъятного пространства-эфира, окружающего мой маленький мир, тихо, но величественно, как бы превращая фантазию в реальность, текла-звучала удивительная песня Вахнюка «Аэлита».

А потом пошли приемники на транзисторах – популярнейшая «Москва» на 4-х транзисторах, «ЮТ», «Малыш» и другие. И нас было много – каждый второй мальчишка в классе что-то паял и, если получалось что-то удачное, все дружно повторяли схему его приемника. Мы записались в радиокружок, по рукам ходили разнообразные схемы радиоприемников из журналов «Радио», «Юный техник», и других журналов, и все их хотелось сделать. И, если в магазин привозили новые радиодетали, например, конденсаторы 6800 пФ для «Москвы», все дружно бежали в магазин и покупали их. Фольгированного гетинакса для печатных плат тогда еще не продавали, распаивали схему на кусках текстолита, а то и просто фанеры, простейшим, навесным монтажом.
TRF receiver.jpg
TRF receiver.jpg (71.84 KiB) Viewed 5659 times
В институте мы уже паяли ламповые усилители. Мне всегда нравилось, когда куча разрозненных мелких радиодеталей, ламп, панелек, трансформаторов, ШАССИ (была и такая фишка для монтажа радиосхем на лампах) после нескольких дней упорного сверления и резания дюраля, установки и распайки деталей, постепенно превращалась в компактную, автономную, и, конечно, красивую конструкцию. Об осциллографах и звуковых генераторах мы тогда и не мечтали, даже обычный тестер был крайней редкостью, один на этаж в общежитии. Усилители настраивали на слух, меняя режимы ламп и целых каскадов. И вот усилитель готов, тусклым красным светом светятся накалы катодов, тихо гудит силовой трансформатор. Подключаешь к дешевой, за 14 руб., вертушке (мотор, диск, звукосниматель, все без корпуса), нагружаешь на самодельные колонки (доска из ДСП с парой динамиков 4ГД4) и вся комната слушает новые грампластинки, «Поющие гитары», «Веселые ребята», «Норок» и др. Восторг, да и только!

Потом пошли транзисторы, за ними микросхемы, и с каждым новым покоренным рубежом технического прогресса уходила в прошлое, и уже не возвращалась частичка того, неописуемого ощущения радостного удовлетворения от сделанного своими руками и работающего радиоприемника, которое было на первых порах.

Все навыки радиолюбительства пригодились мне с первых дней работы в голографической лаборатории. Простор для изготовления электро- и радио конструкций был необычайно широк – от качалки для ванночек до модернизации плат управления шаговыми двигателями установки для записи голографических информационных массивов. Ну, и бессчетное количество измерительных схем, к коим я имел и имею явный интерес. Изготовление схем своими руками существенно ускоряло работу, да и вопрос финансирования работ был не из легких.

Но, возвращаемся к нашей реальности. Предусилитель заработал сразу, что не могло не вызвать чувство внутреннего удовлетворения – монтаж деталей на плате был такой плотный, что нечаянно залить оловом расположенные рядом контакты было очень легко. На осциллографе оценил уровень фона – действительно невысокий, как и было написано в инструкции. В итоге, запас по усилению сигнала получился весьма приличным.
preamplifier_02.jpg
preamplifier_02.jpg (87.37 KiB) Viewed 5659 times
Для начала решил замерить-таки спектр He-Ne лазера. Моя старая пъезокерамика что-то совсем забарахлила и перестала чувствовать приложенное напряжение. Пришлось демонтировать новый SFPI на керамике КП-1 и собрать на рельсе отдельно керамику и зеркало с расстоянием между ними 10 см. Настраивал эту конструкцию несколько часов и добился результата только тогда, когда соединил верхние части оправок железным стержнем. Неизвестно откуда появлявшиеся паразитные смещения, сводившие не нет все усилия по юстировке зеркал, наконец-то исчезли и на осциллографе появилась стабильная картинка. Но картинка меня ничем не порадовала. Слабый, искаженный уже оптическими шумами контур и близко не походил на типичный спектр He-Ne лазера. Стал менять расстояние между зеркалами и обнаружил такую закономерность – с уменьшением расстояния между зеркалами амплитуда сигнала заметно увеличивалась и качество осциллограммы возрастало. Но, естественно, при этом увеличивалось расстояние между резонансными частотами интерферометра, и разрешить отдельные линии в спектре лазера было уже затруднительно.
sfpi.jpg
sfpi.jpg (63.18 KiB) Viewed 5660 times
Собрал интерферометр Майкельсона и с удивлением обнаружил, что когерентность лазера была невысокой – при разности плеч 10 см контраст интерференционной картинный был предельно низким. Что бы это значило? Возможно, поэтому и сигнал на выходе интерферометра увеличивался при уменьшении расстояния между зеркалами – количество когерентных проходов пучка между зеркалами возрастало. Пока разбираюсь.
Zorkay

интерферометр Фабри-Перо

Post by Zorkay »

Тот ФЭУ вполне доступен.
Цена ФЭУ-62 4632р. с НДС

Осталось только найти зеркала..
Н.Б.М.

интерферометр Фабри-Перо

Post by Н.Б.М. »

[quote="holos"]Продолжаю модернизировать измерительную схему интерферометра. Наконец-то спаял давно купленный в «Чипе и Дипе» предусилитель на микросхемах LM324 и подсоединил к выходу ФЭУ.

Какое каталожное название предусилка чипдиповского?
Для фотодиода он не пойдет?
Gall

интерферометр Фабри-Перо

Post by Gall »

Zorkay wrote:Тот ФЭУ вполне доступен.
Цена ФЭУ-62 4632р. с НДС

Осталось только найти зеркала..
На eBay я находил гораздо более чувствительные ФЭУ за меньшие деньги. Там же есть блоки питания к ним - прямо в ламповой панельке - вот такие: http://cgi.ebay.com/HAMAMATSU-HC-123-01 ... 18Q2el1247

Зеркала можно выломать из пары неисправных гелий-неоновых трубок с выходного конца. На eBay иногда можно купить десяток сгоревших или битых за совершено бросовую цену. Или вот у этой фирмы поискать: http://www.mi-lasers.com/cgi-bin/shoppe ... tics_parts
holos

интерферометр Фабри-Перо

Post by holos »

Переписываю с паспорта: «Предварительный усилитель с балансными входами двухканальный, NM2118». Разработан в лаборатории «Мастер Кит», http://www.masterkit.ru
http://www.masterkit.ru/main/set.php?num=616
Поставщик ООО «ПА Контракт электроника», e-mail: info@contrel.ru
Для фотодиода не подойдет, потому, что не усиливает постоянный ток (кондеры стоят на входе).

Что касается американского ФЭУ – не приведена катодная чувствительность, поэтому этот и наш ФЭУ трудно сравнивать. Про наш ФЭУ-62 могу сказать, что одного киловольта все-таки не хватало для уверенной регистрации сигнала с выхода SFPI. Я отпаял линейку стабилитронов и подал напряжение на анод непосредственно с конденсатора сглаживающего фильтра. К счастью, «пилы» не появилось, зато напряжение на аноде поднялось до 1,3 кВ. В сочетании с подключенным предусилителем сигнал значительно увеличился, его можно спокойно наблюдать на экране осциллографа.
Gall

интерферометр Фабри-Перо

Post by Gall »

Фиговый это усилитель. Лучше какой-нибудь инструментальник вроде INA101 в стандартном включении - вот каталог их: http://www.promelec.ru/catalog_info/48/73/252/103/

Я дал ссылку на блок питания ФЭУ без самого ФЭУ. Сам ФЭУ можно брать, например, устаревшей марки 1P22 (а если для зеленого - более чувствительный 1P21, этот вообще отдельные фотоны регистрировать может, но у него красная граница слишком синяя). Либо какой-нибудь из современных фирмы Hamamatsu: http://jp.hamamatsu.com/products/sensor ... ex_en.html

На практике лучше не искать какую-то конкретную модель, а набрать "PMT" или 'Photomultiplier" в поиске по eBay, выбрать те, которые устраивают по цене, и потом уже искать на них документацию.
humminbird

интерферометр Фабри-Перо

Post by humminbird »

Подскажите, пожалуйста весь интернет перерыл не могу найти, где купить качественный иетерферометр Фабри-Перо. Можно иностранный.
Подскажите кто знает сайты производителей.

Заранее благодарю.
Locked