Ist das eine Kerr-Zelle? (Monochromator 2)

[medusa]

Hi Freax,

vielleicht kann mir einer von euch helfen, wenn ihr alle aus Aalen zurück seid... ich versuche rauszufinden, was die schwarze Dose rechts unten im Bild ist.

zelle1.jpg

Ich habe das hier grob so hingelegt, wie es in dem Sensor für den Monochromator ursprünglich verbaut war. Ich hab den zwischenzeitlich zerlegt (den Sensor). Von links: wassergekühlter Kupferblock und Peltier für den Sensorchip, der davor auf der Tischplatte steht. Vor dem Chip mit farblosem Öl aufgesetzt war fragliche Dose, die aus der kleinen Kaskade hinten im Bild mit Hochspannung versorgt wurde. Mir fällt dazu nur Kerr- oder Pockelszelle ein. Weiß jemand vielleicht genaueres??

zelle2.jpg

Hier ist nochmal eine Vorder- und Rückansicht der Dose. Im stromlosen Zustand ist sie nicht durchsichtig. Der graue Mantel auf der Rückseite scheint Gummi zu sein.
Ich wäre für einen Tip wirklich dankbar.

~medusa.

[undineSpektrum]

Hallo,

ich habe Deinen Beitrag unter "unbeantwortete Beiträge" gesehen und gelesen, die von Dir geposteten Bilder hab ich mal in PSP vergrößert angeschaut ...
Ich meine das Gerät ist - so wie Du es beschrieben hast und wie es eingebaut war - ein Fabry-Perot-Interferometer - eventuell sogar als "Scanning-Fabry-Perot-Interferometer" betreibbares Bauteil - wegen der elektrischen Anschlüsse.
Das Gerät wird ähnlich wie eine Pockelszelle benutzt - arbeitet aber nicht elektrooptisch sondern durch die Abstandsveränderung zweier Teildurchlässiger Spiegel gegeneinander - so entsteht ein einstellbarer freier Spektralbereich des Gerätes bei einer Finesse, die durch die Reflektivität der Spiegel bestimmt wird.
Es wird zur mechanischen Modulation von Laserstrahlen und vor allem im der hochauflösenden Spektroskopie benutzt. ( Hyperfeinstrukturmessungen u.ä. ) Auch die Modenstruktur eines Lasers läßt sich damit darstellen... viele Laser enthalten ein solches Gerät auch als "Etalon", allerdings meist fest eingestellt... Der Spiegelabstand wird über die Ausdehnung einer Piezo(hohl)Keramik eingestellt... dazu die Verkabelung mit Kleinspannungsnorm...
Die Rückseite links auf dem zweiten Bild erinnert an eine Piezokeramik...
Es könnte aber auch etwas anderes sein, nur so wie es aussieht passt das am besten zu einem Scanning-FPI - und das ist ein wertvolles Gerät für die Spektroskopie. Passt auch zu der Angabe "Monochromator" in Deiner Überschrift...
Was steht denn auf dem Gerät aufgedruckt? - Vielleicht nochmal ein Bild posten wo genau das lesbar ist ...
Hoffe ich konnte weiterhelfen...

Grüße,

Undine

[murmeljoe]

Tada! *Tusch*
Da haben sich ja endlich die beiden Hardcore-Wissenschaftler/innen gefunden.
@Medusa: Du kennst mich und weißt, dass ich das mit höchstem Respekt meine!

Eine Diskussion zwischen Euch wird sicherlich spannend und ich freu mich schon auf weitere kleine Lehrstunden ...
Es ist immer wieder ein Genuss zu sehen, auf welch hohem Niveau sich Eure Arbeiten bewegen.

Also immer her damit!
Gruß
Joe

[medusa]

Hallo Undine,

schön Dich kennenzulernen... ich tippe mal ab, was draufsteht, hilft mir leider gar nicht...

PART NO. 510-5772-310
ACC. Date 87 31
SERIAL NO. xxxxxxxxx
5706-043

FP-Etalons kenne ich aus anderem Zusammenhang, aus meinem Coronado PST. Daher hätte ich erwartet, daß das Teil wenigstens teildurchlässig ist. Es war zwischen dem CCD Chip und dem Ausgang des Monochromators montiert, mit einer Art optischem Kitt mit der Rückseite auf den Chip geklebt.

@Joe
danke für das Kompliment

~medusa.

[undineSpektrum]

Hallo Medusa,

danke für die Daten des Gerätes ... ( also das was draufsteht ), kann nur vermuten was es sein könnte... aber es sieht nach einem Scanning-FPI aus.
Dazu passt auch, dass Dein Gerät nicht durchsichtig ist... das Scanning FPI ist ja auch als elektrisch einstellbares Interferenzfilter vorstellbar.
Die Finesse ( also die Breite des Durchgelassenen Spektralbereiches ) ist ja von der Reflektivität der einzelnen Spiegel abhängig, weil das Gerät mit der Interferenz des an beiden Spiegeln reflektierten Lichtes arbeitet brauchst Du schon eine sehr helle Lichtquelle um etwas durch das Gerät erkennen zu können. ( Gewöhnliche Glühlampen / Halogen etc. reichen dabei meistens nicht aus ... vorausgesetzt der Transmissionsbereich liegt im sichtbaren...
Du hast das Ding als "Monochromator 2" bezeichnet, und wie Du es jetzt nochmal beschrieben hast bin ich mir ziemlich sicher, dass es ein elektrisch einstellbares FPI ist.
Weisst Du wofür es benutzt wurde und / oder welcher Hersteller das Gerät gefertigt hat?
Scanning-FPI´s werden bei Lasern meistens als mechanische Strahlmodulatoren eingesetzt und machen eigentlich nichts anderes als eine Pockelszelle ( bei richtiger Ansteuerung ) durch die Verschiebung des freien Spektralbereiches. Sie haben den Vorteil, daß sie eigentlich recht hohe Strahlungsleistungen aushalten ohne gleich kaputt zu gehen, dafür ist Schaltgeschwindigkeit wegen der bewegten Massen der Spiegel relativ gering und die Geräte funktionieren bei einer bestimmten Resonanzfrequenz optimal...

Grüße,

Undine

[medusa]

Sorry für die späte Antwort, die Firma ist z.Zt ein Irrenhaus...

Die "2" bedeutete nur, daß das der 2. Post zu meinem Monochromator war. Das ging war, als es zu mir kam, wie folgt aufgebaut:
4mm Faserbündel -> Spalt -> 0.25m Ebert-Monochromator (Jarell-Ash 82-4xx) -> Sensorblock, das ganze auf einer dicken Metallplatte montiert.
Im Sensorblock war der ganze Krempel auf dem Photo oben, einschließlich der besagten Dose und den ganzen Treiberplatinen. Das Typenschild war von EG&G, ich kann morgen im Keller nochmal genau nachsehen welche Nummer (bin zu müde jetzt).

Die Faser ist leider gebrochen. K.A. ob sich da noch was reparieren läßt.

Der Ebert-Monochromator ist vollmechanisch, Photo ist in dem anderen Thread dazu von mir. Ein Ausgangsspalt war nicht (mehr?) vorhanden. Ich hab mir 2mm Lochblenden dazu gebastelt, weil ich ihn eh nur für Laser verwenden will.

~medusa.

[undineSpektrum]

Hallo, Medusa ...

kein Problem ich habe ja Zeit ...

Ich habe Deine Beiträge zu dem Ebert-Monochromator schon durchgelesen und meine bisherigen Antworten unter der Bedingung gegeben, dass das Gerät genauso aufgebaut ist / war wie Du es hier jetzt hier zuletzt nochmal beschrieben hast. Die Dose ist ziemlich sicher ein FPI.
Vielleicht mal wie ich darauf komme ( wie ich gerade schrieb nicht nur dem Aussehen des Gerätes zur Folge ... ) :
Du hast einen alten Monochromator erworben, der Ebert-Monochromator ist ein "platzsparender" Czerny-Tuner-Monochromator ( Du weißt ja was das ist ) bei dem das Reflexionsgitter und der abbildende Hohlspiegel auf derselben optischen Oberfläche realisiert sind.
Die Mechanik wird durch einen Motor oder ein kleines Uhrwerk angetrieben, die den Gitterspiegel so bewegt, dass das Spektrum der zu vermessenden Lichtquelle an dem Spalt langsam und gleichmäßig vorbeigezogen wird und somit ein Leistungsspektrum der Lichtwellen als Zeitsignal aus dem BNC-Ausgang eines fest hinter dem Eintrittsspalt montierten Detektors zur Verfügung steht.
Ich habe mehrere solcher Geräte in meiner Werkstatt hier stehen, die noch funktionieren, einer ist selbstgebaut ( 1996 ), die beiden anderen Geräte habe ich aus Uni-Zeiten "geerbt"... die Geräte aus der Uni sind Baujahr 1973 und 1975. Die spektrale Auflösung ist durch die Breite der Spiegel und die Anzahl der Gitterstriche bestimmt... -> Auflösung eines Gittermonochromators / optischen Gitters.
Das elektrisch einstellbare FPI könnte als hochauflösendes Spektrometer beispielsweise zur Kalibrierung des Monochromators gedient haben, wenn keine Kalibrierlichtquelle ausreichender Präzision zur Verfügung steht. An dem FPI wird dann eine Spannung eingestellt, die den Durchlass eines sehr schmalen Spektralbereiches bekannter Mittenwellenlänge erlaubt. So lassen sich die Wellenlängen z.B. eines Quecksilberdampfspektrums präziser bestimmen, weil die Doppler-Verbreiterung im Wellenlängenbereich hier förmlich durch das FPI ausgeschaltet werden kann... wenngleich Du viel Intensität verlierst, je stärker die Reflexion der Spiegel des FPI ist. Eine weitere Anwendung der von Dir beschriebenen Anordnung ist die Auflösung von Spektren mit unterschiedlichen Genauigkeitsstufen - z.B. zur Untersuchung der Feinstruktur des Wasserstoffspektrums oder beim Zeeman-Effekt. Die grobe Auflösung macht der Ebert-Monochromator, die Feinstruktur einer Spektrallinie das FPI als Scanning-FPI, die Spiegel werden mit einer elektronisch erzeugten Rampenspannung gegeneinander bewegt... und das Oszilloskop zeigt bestimmte Linientripletts verschiedener Wellenlänge als Spannungspeaks nebeneinander an.
Außerdem läßt sich mit einem Scanning-FPI auch ein Lichtstrahl modulieren, wenn der Arbeitspunkt des Gerätes durch einen entsprechenden Offset eingestellt ist... die meßtechnische Anwendung der Kombination von Ebert-Monochromator und Scanning FPI sind sehr vielfältig und haben in der Zeit vor den Lasern meistens einen sehr präzisen Wellenlängenstandard möglich gemacht.
Ein solches FPI wirkt wie ein einstellbares Interferenzfilter. Wenn es eine hohe Güte der Spiegel ( hohe Reflexion R ) besitzt kannst Du im Tageslicht nicht durchschauen, das schmale Spektralband ist für Deine Augen nicht mehr zu erkennen, Du dürftest auch Schwierigkeiten haben eine leuchtende Glühlampe durch das Gerät zu erkennen. Wenn Du wissen willst wo die Transmission des FPI liegt, stelle die elektrische Verkabelung der Piezokeramik wieder her und benutze zwei Laser deren Wellenlänge Du aus dem Datenblatt gut kennst. Stelle an einem Transformator die Spannung ein, die notwendig ist, damit der Laserstrahl das FPI senkrecht durchdringt und Du kannst die "Dispersion" des Gerätes bestimmen... Wellenlänge 1 bei Spannung 1 und Wellenlänge 2 bei Spannung 2 ... daraus errechnet sich die Steigung für die Kalibrierung des FPI. Deine Laser sollten dazu aber einigermaßen frequenzstabil sein...beim He-Ne-eigentlich kein Problem... wenn er klein genug ist und lange genug läuft oder modenselektiert ist... ).
Das Gerät zeigt Dir bei Ansteuerung mit einer elektronischen Rampenspannung auch das Verhalten des Modenspektrums Deiner Laser ... ein wertvolles Gerät für die Spektroskopie.

Ich kombiniere hier nur aus dem was Du geschrieben und an Bildmaterial Uns zur Verfügung gestellt hast und was aus physikalischer und meßtechnischer Sicht in meinen Augen einen Sinn macht.-
In der Universität Jena steht auch so eine "Dose" - als Austrittsspiegel für einen 2000- Watt CO2 - Laser. Damit wird der Strahl des Gerätes moduliert indem die Transmission der Kavität (Resonator) verändert wird. So läßt sich gezielt in ein Material mit "designten" Laserpulsen "einstechen"...

Ich glaube ich habe erstmal genug geschrieben, was Du da hast...

Grüße,

Undine

[medusa]

Liebe Undine,

danke für Dein Engagement. Wenn ich das mit dem FPI richtig verstehe, hat das Teil genau so einen "Kamm" Durchlaß wie der FP-Etalon in meinem Coronado PST (nebenbei, das ist ein Sonnenteleskop für Beobachtung im Halpha-Licht). Wenn in den nächsten Tagen mal wieder die Sonne scheint, werde ich mal testen, ob man die schwach dadurch sehen kann, denn die Zinken des Kamms werden ja wohl nicht schmaler als 0.05nm sein... (oder?)

Der Etalon im Sonnenteleskop hat natürlich Spiegelschichten, die nur für 656.28nm optimiert sind, deshalb scheint das Teil genauso durch wie jeder rote Laserspiegel. Wenn das FPI breitbandige Schichten hat, ist natürlich klar weshalb es erstmal "blind" aussieht. Die Sonne sollte das zeigen, die kann man noch mit einer Intensitätsminderung von 10^-5 bis 10^-6 erkennen. Genaugenommen ist Sonnenlicht erst mit so einer Filterung überhaupt augensicher.
Im Sonnenteleskop wird der Etalon mit mehreren schmalbandigen Interferenzfiltern kombiniert, um den richtigen "Kammzinken" auszuwählen. Das Feintuning findet hier nicht mit Spannung, sondern durch leichtes Kippen des Etalons statt.

Erfahrungsgemäß (Neues Teil für Sonnenbeobachtung) wird es jetzt erstmal zwei Wochen regnen, ehe das Experiment durchgeführt werden kann.

~medusa.

[undineSpektrum]

Hi Medusa,

das ist eine gute Idee, wenn Du ein Sonnenteleskop hast wie Du es beschreibst kannst Du ja mal versuchen ob Du etwas sehen kannst... das spektral breitbandige Sonnenlicht erlaubt Dir dann sicher auch die Wanderung der Peaks des Transmissionskammes zu beobachten, wenn Du die Anschlüsse mit der Versorgungsspannung beschaltest... ich denke auch, daß die Peaks nicht schmaler sein werden als 0.05 nm Halbwertsbreite, mein genauestes Interferenzfilter hier hat eine Halbwertsbreite von 0.5 nm bei 633 nm ... und das war auch schon ein verhältnismäßig teures Instrument. ( 1 cm Durchmesser )
Ich bin gespannt ob ich mit meiner Vermutung richtig lag - berichte doch mal, was Du beobachten konntest.
Interessant wär vielleicht noch wozu Dein Ebert-Monochromator mal verwendet wurde - und was in dem Heftchen von 1967 über das Gerät drin steht... das ist für Deutschland eindeutig "Laser-Vorzeit", deshalb wird die Transmission des FPI auch nicht zu schmalbandig sein.

Grüße,

Undine

[medusa]

Sag mal, wenn ein FPI im Prinzip ein piezoelektrisch tunebarer FP-Etalon mit Breitband-Spiegelschichten ist, sollte man ihn dann nicht auch durch Kippen tunen können?

Übrigens, es regnet in Köln Bindfäden und soll das auch noch die nächsten Tage durchgehend tun. Nennt mich Kassandra.

~medusa.

[undineSpektrum]

Hallo Medusa,

wir haben auch schlechtes Wetter hier... Hinter mir (Köppel im Westerwald) ist grade der Weltuntergang ... mit Sonne ( für Experimente und zur Erholung ) wird´s wohl auch nichts in den nächsten Tagen... der Regen droht mit seiner Geräuschkulisse schon von weitem über unseren endlos erscheinenden Wäldern ...

Also, das mit dem Kippen des gesamten FPI geht tatsächlich ... Auch die Transmission eines Interferenzfilters oder die Reflexion einer dielektrischen Beschichtung verändert sich wenn das Licht schräg auftrifft... solange es an dem Substrat keine Totalreflexion oder so etwas gibt ... also eher bei kleinen Winkeln...
Ich schaue gerade durch ein "grünes" Interferenzfilter (maximale Transmission bei 543 nm. ) auf die weiße Wand... weil die Finesse ( also die "Zinken" von dem Transmissionskamm im Wellenlängenbereich so breit ( 11.5 nm ) sind ist das noch gut zu sehen... das Licht wird türkisfarben... Messungen mit der FT-vis ( Michelson-IF ) zeigen das auch.

Hast Du eine Kohlebogenlampe? Oder eine weiße High-Power LED auf einem Kühlblech als "künstliche Sonne" ? ( Die sind gar nicht mehr so teuer ... ! )

Damit geht es vielleicht auch... ( Farbtemperatur 4000 K ! )

Sagt denn Die Anleitung nichts über dieses Gerät aus? -
Manche FPI werden nicht piezoelektrisch sondern elektrodynamisch bewegt. - Das Gerät in der Uni Jena verschiebt seine Spiegel durch eine Magnetspule, die in einem Topfmagneten angebracht ist gegeneinander ...
Deiner ( wenn´s denn wirklich einer ist ) ist definitiv piezoelektrisch....

Achtung zur Sicherheit ( Du weißt ja bescheid Medusa! ) für alle die das hier lesen ... NIEMALS direkt in das Licht einer Bogenlampe oder High-Power-LED schauen... Immer eine IPL-Brille mit einer optischen Dichte von mindestens 5 benutzen ...!

( Eine IPL-Brille ist eine Art "Schweißerschutzfilter" aus grünem Athermalglas, die absorbiert ein Großteil des infraroten und sichtbaren Spektrums und im UV Bereich ab 400 nm und : Für Laser ist diese Brille nicht geeignet! Ebensowenig die Laserschutzbrillen für thermische Breitbandstrahler, wie Bogenlampen / weiße LED o.ä. ! )

Vielleicht wird´s ja für die Experimente doch noch was mit der Sonne... denn:

ich glaub noch immer unbeirrt,
dass unser Wetter besser wird,
ich frage mich nur : wann? -
und diese Frage geht uns alle an ...

Grüße,

Undine

[medusa]

Gestern war ja nun endlich Sonne. Hat nicht geklappt. Das Ding ist undurchsichtig.

~medusa.

[undineSpektrum]

Hallo,

schade, daß Du nichts hast beobachten können ... hast Du mit Steuerspannung gemessen / beobachtet oder ohne ... ? ( Ist vielleicht noch mal einen Versuch wert... weiß ja nicht welchen Nullpunkt das FPI im Wellenlängenbereich hat der wird ja wohl eher am Rande des interessanten Spektralbereiches liegen... ( wenn´s eines ist ... )

Versuchs doch mal mit einer High-Power-LED oder einem Laser bei angeschlossener Steuerspannung am FPI ( vermute mal das Gerät erzeugt eine Spannungsrampe für den Piezozylinder ... die graue Metallkiste mit dem Warnzeichen für elektrische Spannung da im Hintergrund auf Deinem ersten Bild meine ich ... )

Grüße,

Undine