Beamsplitter für Transmissions Hologramme

[mojo_1234]

Hallo Leute,

da ich mich seit geraumer Zeit für Transmissions-Hologramme interessiere, wollte ich nun endlich auch mal selbst welche herstellen. Habe mir daher eines dieser Integraf Holo Kits zugelegt. Muss schon sagen, absolut kein Problem. Und alle bisherigen Aufnahmen waren soweit ok. Lernkurve deutlich sichtbar .

Als blutiger Anfänger habe ich mich bisher nur an einem Single Beam Setup versucht. Nur klappt es da naturgemäß nicht wirklich gut mit der Ausleuchtung und dem Plazieren der Objekte.

Also Level 2: Ordentlicher Aufbau mit getrenntem Referenz- und Objektstrahl. Leider fehlt mir schon einmal das zentrale Element: Der Beamsplitter.

Habe bereits mit einfachen Glasplatten herumprobiert - nicht wirklich erfolgreich (Ghosting). Und bei Thorlabs kosten geeignete weit über 100 Euros.

Aktuell stehen aber einige Beamsplitter in der Bucht. Kennt sich hier jemand mit diesen Beamsplitter aus? Sind diese evt. für meine Zwecke geeignet?

http://www.ebay.de/itm/Strahlteiler-Lam ... 1076479757

Handelt es sich hierbei nicht sogar um einen Polwürfel mit zusätzlicher Waveplate zum Angleichen der Polarisation?

Für jede Hilfe/Idee wäre ich Euch sehr dankbar,

Grüße,
-mo-

[holomann]

Hallo erstmal,

eigentlich machen Lasertransmissionshologramme nur Sinn, wenn man sie als Masterhologramme verwendet, um dann davon Weisslichtreflektionshologramme, sogenannte Bildebenenhologramme zu machen. Noch weniger Sinn machen Einstrahltransmissionshologramme wegen der fehlenden oder mangelhaften Objektausleuchtung. Da ist es fast zu schade für das Filmmaterial. Nur eine gute Objektausleuchtung und ein entsprechendes Verhältnis zwischen Referenz-
und Objektstrahl machen, in Verbindung mit ein paar Strahlteilern und einem guten Hohlspiegel, ein verwertbares Transmissionshologramm aus. Den Beamsplitterwürfel halte ich für weniger geeignet. Da sind einfache, beschichtete oder aufgedampfte Strahlteilerplättchen mit z. B. 50:50 Transmission/Reflektion schon besser geeignet. Die richtige Polarisation des Laserstrahls erreicht man am besten durch Drehen des Lasers bis die Polarisation stimmt. (Ein einfacher Polfilter aus der Fotografie reicht dazu völlig aus).

Learning by doing, Geduld und Glück sind ein guter Ratgeber.

Gruss

Holomann

[mojo_1234]

Vielen Dank für dein Update.

Denke, dass es Sinn ergibt, lieber gleich 100 Euro bei Thorlabs zu lassen anstatt 5 x 30 Euro bei Ebay für irgendwelchen Mist zu investieren.

Mein bekundetes Interesse an Transmissionhologramme ist relativ einfach zu erklären: Weißlichthologramme habe ich schon zu oft gesehen - und irgendwie fehlt diesen Hologrammen ein wenig der Magie. Das beste Motiv bisher waren ein paar Lego Figuren meiner Kinder. Wenn man das Hologramm richtig hält und z.B. seine eigene Hand hinter das Hologramm hält, stehen die Figuren virtuell auf der eigenen Hand. Sehr beeindruckend.

Grüße,
-mo-

[wler]

An sich sind polarisierende splitter mit Wellenplatten des beste Weg, um die Strahlen zu teilen. Du brauchst aber noch eine andere drehebare Wellenplatte, um die Polarisation eingangsseitig zu drehen - damit kannst du dann das Teilverhaeltnis kontinuierlich aendern, bei minimal moeglichen Verlusten. Das ist extrem praktisch! Notgedrungen kannst du auch den Laser drehen, was aber ia. nicht so praktisch ist, wenn du das Verhaeltnis immer wieder anpassen musst/willst. Denn normalerweise kommt weiter hinten noch ein Raumfilter, und den Laser zu drehen ohne die Justierung des Raumfilters zu aendern waere schwarze Magie....

Also ich wuerde diesen setup mit einer extra Welelenplatte vorbehaltlos empfehlen! .... aber: die Wellenplatte ist wellenlaengenempfindlich und ich sehe keine Angabe in der Ausschreibung. Jene muss aber auf einige nm genau angepasst sein, zumindest bei den preisguenstigeren multiorder Wellenplatten. Also muesstest Du bei dem Verkaeufer eine verbindliche Angabe der Wellenlaenge einfordern, sonst besteht die Gefahr des Fehlkaufs!

[mojo_1234]

saubere Antwort - vielen Dank.

Und noch ist meine Wunschliste nicht bei Thorlabs eingegangen... werde mal bei den Verkäufer(n) nachfragen, woher die Optiken stammen und ob er weitere Informationen anzubieten hat.

Wenn ich etwas erfahre werde ich es hier posten...

-mo-

[mojo_1234]

Leider habe ich keine verbindliche Aussagen vom Verkäufer bekommen - jedoch das freundliche Angebot, erst einmal einen der Würfel entsprechend zu testen. Das werde ich am Wochenende auch tun... habe zwar keine geeigneten Messgeräte/Filter - wenn ich aber mein damaliges Studium nicht komplett verschlafen habe, sollte eine einfache Glasplatte zur Messung (Brewster) genügen, oder?

Wenn beide Teilstrahlen die gleiche Polarisation aufweisen, dann sollte es mit der Wellenplatte doch passen? Oder eine zu naive Annahme?

-> Messung Polarisation ohne Strahteiler
-> Messung Polarisation beider Teilstrahlen
-> Messung Polarisation ohne Wellenplatte (sollte aufgrund der Abmessungen der Platte möglich sein)

Grüße,
-mo-

[wler]

Ja das sollte passen. Je schlechter die Wellenplatte passt, je schlechter linear polarisiert wird der output (und je nach Beschichtungen, die Transmission). Wenn alles passt, sind die Verluste minimal, wenige Prozent.

Ich wuerde vermuten, dass wenn die Beschichtungen fuer "rot" sind, sie fuer HeNe genau passen, denn das ist der wahrscheinlichste Fall. Grob koennte man das schon einfach durch Betrachtung der Beschichtungen entscheiden. Sonst kaemen vor allem 532nm oder auch 514/488nm in Frage.

Hat er mehrere solcher Wuefel? Uu koennte ich mir auch noch einen zulegen. Ich wuerde ihn Dir aber nicht wegschnappen wollen.

Gruss Wolfgang

[mojo_1234]

habe mich für den etwas "kleineren" Würfel entschieden (25x25mm). Im Angebot hat er aber noch einen Würfel mit den Maßen 34x34mm.

Jedoch finden sich vergleichbare Würfel derzeit im Angebot weiterer Verkäufer.

Würde nur zur gerne wissen, woher diese ursprünglich stammen.

-mo-

[mojo_1234]

Anscheinend ist der Splitter gerade zuhause angekommen. Nehme mir schnell mal einen 1/2 Tag frei... bin gespannt ob das Ding was taugt...

[mojo_1234]

Bin erst gestern Nachmittag zum Testen gekommen.

Da mir wie bereits erwähnt die genauen Messinstrumente fehlen, musste ich mir mit einer kleinen Solarzelle und einer kleinen Glasplatte (Brewster -> Polarisation) aushelfen.

Im ersten Schritt habe ich den Laser bzw. die Polarisationsebene optimal ausgerichtet und die Leistung mit und ohne Glasplättchen gemessen. Und tatsächlich die Verluste ändern sich signifikant je nach Stellung des Glasplättchens (1% bis 20%). So deutlich hätte ich es nicht erwartet.

Danach habe ich die Messungen am Strahlteiler selbst vorgenommen. Scheint sich tatsächlich um einen "Glücksgriff" zu handeln

Laser: HL63133DG, 638nm single mode Diode, @130mA

[*] OK - Teilungsverhältnis lässt sich durch Änderung der Polarisationsebene des Lasers fast belieb ändern
[*] OK - Teilungsverhältnis auf 50:50 eingestellt und Polarisationsebene des Lasers gemessen
[*] OK - Beide Teilstrahlen haben die gleiche Polarisationsebene als bei der Messung am Laser direkt

Da die Waveplate etwas kleiner als der Würfel selbst ist, habe ich versucht eine Vergleichsmessung "ohne" Waveplate vorzunehmen - und wie zu erwarten - die Polarisationsebene des einen Teilstrahls ist nun um 90° geneigt.

Meinen Amateurwissen nach sieht es daher ganz gut nach einem geeigneten Strahlteilerchen aus. Man könnte es auch Klopper nennen, da dieser massive Glasblock sich auch wunderbar als Wurfgeschoss oder Briefbeschwerer eignet. Soweit wird es "jetzt" aber nicht kommen.

Grüße,
-mo-

[undineSpektrum]

Hallo,

wie ich lese bist Du mit Deinem Strahlteiler ja richtig zufrieden. Ich muß Dir beipflichten - Transmissionshologramme sind nicht nur die "Klassiker" unter den Hologrammen - der 3D-Effekt läßt sich hier auch beeindruckend beobachten- sie sind die perfekte Gegenständliche Illusion in monochromatischem Licht. Ich würde Transmissionshologramme für bildliche Darstellungen den Weißlicht-Falschfarbenhologrammen vorziehen. Im Unterschied zu den Weißlichtholografien lassen sich diese nur im einfarbigen (Laserlicht) betrachten und die Figuren und Gegenstände sind leider meistens auch - bei Betrachtung aus größerem Abstand - mit starker "Körnung" (Speckleinterferenzen) überlagert. Im weißen Licht sind die Bilder dagegen durch farbige Ränder unscharf. Das ist wohl was sie traditionell für Display-Anwendungen so unbeliebt macht.
Das Transmissionshologramm läßt sich aber auch sehr gut mit einfarbigen Hochleistungs- LED´s rekonstruieren - hier treten keine Speckle-Interferenzen und sonstige Störungen beim Betrachten auf weil die Kohärenzlänge dieses Lichtes nur für kleine Wegunterschiede des Beugungsgitters ausreicht und auch durch die größere Ausdehnung der Lichtquelle im Verhältnis zum Laser ein erstaunlich helles und klares Bild entsteht. Aufnahmewellenlänge und mittlere Wellenlänge des LED-Spektrums zur Betrachtung müssen dabei nicht übereinstimmen - das Bild ist dann nur etwas größer oder kleiner. Die Kohärenzanforderung und spektrale Bandbreite von Aufnahme und Beleuchtung müssen bei einem Transmissionshologramm (TH) nicht übereinstimmen- dadurch daß feine Störeffekte sich bei der Wiedergabe mit z.B. einer LED "verwaschen" ist das Bild viel heller und klarer als in dem "perfekt kohärenten Licht" vom (He-Ne-) Laser. Schon mal ausprobiert? ( Am besten sind die einfarbigen LED´s auf dem sternförmigen Kühlblech z.B. von Luxeon geeignet(!))
Dashalb muß ich holomann hier ausnahmsweise wiedersprechen - TH´s sind für weitaus mehr geeignet als zur "Master-Vorlage" wenngleich das wohl im Hobby und in der Industrie immer (leider) noch der häufigste Grund für die Aufnahme von TH´s ist.

Zum Strahlteiler für Transmissionsholografie: Diese können auch aus zwei 45°-Prismen (Würfelhäften) aus Flintglas selbst gebaut werden - mit einstellbarem Teilungsverhältnis durch eine Mikrometerschraube. Die gestörte Totalreflexion an dem diagonalen Luftspalt des Würfels wirkt dabei als Teilerfläche. Das kann in Aufbauten von Vorteil sein, die größere Teilerflächen erfordern, weil so relativ große Teilerflächen zu niederigen Preisen erzeugt werden können.
Für Deine Zwecke genügt aber der Strahlteiler mit Lambda/2-Platte sicherlich - der Aufwand für eigene Aufbauten entfällt so und das Teilungsverhältnis ist über die Polarisation leicht einstellbar.

Grüße und viel Erfolg für Deine weiteren TH´s

Undine

[Groi]

@Undine:
Deinen Kommentar habe ich sofort kopiert und lokal bei meinen Holo-Memos gespeichert.
Es gibt Sachen, die muss man einfach öfter lesen, weil so viele wichtige Infos drin stecken.
Danke für die wunderbaren Erklärungen
und viele Grüße

Jörg