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Lasersysteme

Lasersysteme für die Holographie müssen besonderen Ansprüchen genügen. Zunächst müssen sie im sogenannten Monomode-Betrieb laufen,d.h. wenn man den Laserstrahl mit einer Linse aufweitet, sollte nur ein runder Fleck zu sehen sein. Diese Energieverteilung bezeichnet man auch als TEM00-Mode. Laser mit großer Leistung - z.B. für den Lasershowbereich - laufen oft im Multimode-Betrieb. Wenn man einen solchen Strahl aufweitet, sieht man eine charakteristische Anordnung von meherern Leistungsmaxima. Solche Systeme sind zum Holographieren nicht zu gebrauchen, denn Kombinationen aus diesen verschiedenen Bereichen ergeben keine zeitlich stabilen Interferenzmuster und somit kein Hologramm.

Eine weitere Forderung ist die nach einer ausreichenden Kohärenzlänge des Lasers. Hierunter versteht man die Stabilität der Interferenzbeziehung entlang des Laserstrahls. Wenn beispielsweise nach einem Strahlteiler (z.B. einer Glasplatte) ein Teilstrahl einen längeren Weg zurücklegt, ist dieser nur dann interferenzfähig zum anderen Strahl, wenn der Wegunterschied zwischen beiden kürzer ist als die Kohärenzlänge .

Überblick über die wichtigsten Lasersysteme

  • Argonlaser
  • Leistungsstark, doch leider auch sehr stromhungrig, ist der Argonlaser. Für den Betrieb als Holographielaser taugen nur Systeme mit zusätzlichem Etalon, da die Kohärenzlänge ohne Etalon nur bei einigen mm liegt. Wasserkühlung und Drehstrom sind Standard für solche Systeme, zudem sind sie störanfällig und haben nur eine recht begrenzte Lebensdauer. Argonlaser haben mehrere "Linien" auf denen sie arbeiten können, z.B. 514 nm (grün) und 488 nm (blau). Für ein neues System sollte man Kosten in der Größenordnung von 20.000 bis 50.000 Euro veranschlagen. Gebrauchtsysteme sind unter Umständen zwar günstiger zu erwerben - doch Vorsicht! - meist ist dann die Restlebens- dauer der Röhre nicht mehr sehr groß.
  • Diodenlaser
  • Sehr preiswert und anspruchslos im Betrieb sind die Diodenlaser. Leider sind die günstigen Modelle mit Leistungen über 5mW nur sehr bedingt holographietauglich. Auch die Strahlqualität läßt oft zu wünschen übrig. Gute Systeme kosten schnell einige tausend Euro, können dann aber auch einen HeNe-Laser (siehe unten) ersetzen. Beim Kauf auf die Option "single longitudinal mode" und runde Strahlform achten! Die Wellenlänge liegt im roten Spektralbereich. Achtung: Die Wellenlänge sollte zum Film passen! Empfehlenswert sind gut sichtbare Systeme mit 635 nm bis 660 nm.
  • Helium-Neon-Laser
  • Das Arbeitspferd für den Holographen ist der langlebige und relativ preisgünstige HeNe-Laser. Leistungen über 50 mW kann man von ihm aber nicht erwarten, und das ist dann auch schon recht teuer. Kleinere Laser bis ca. 20 mW werden auch oft gebraucht für wenig Geld abgegeben. Diese stammen z.B. aus alten Kopierern, in denen sie früher eingesetzt wurden. Die Strahlqualität ist meist ordentlich, man sollte aber auch darauf achten,dass die Modelle im TEM00-Mode laufen und linear polarisiert sind. Die Wellenlänge liegt hier bei 632,8 nm (Das Bild zeigt einen solchen Laser mit ca. 7 mW). Die Kohärenzlänge nimmt bei Leistungen über 10 mW (lange Röhren) schnell ab und kann dann unter 20 cm fallen.
  • Frequenzverdoppelter Neodym-YAG -Laser
  • Durch die stürmische Entwicklung der Lasertechnik - vor allem der Laserdioden - ist es heute möglich, den Argonlaser (zumindest im Grünen) durch wartungsarme Systeme hoher Qualität zu ersetzen. Die Erzeugung des Lichts in diesen Systemen läuft in mehreren Schritten ab: Zunächst erzeugen Laserdioden eine starke Pumpstrahlung bei einer Wellenlänge von ca. 808 nm. Durch diese Strahlung wird ein NdYAG-Kristall zum "Lasern" bei 1064 nm angeregt. Diese Wellenlänge liegt im Infraroten. Durch Verdoppeln in einem optisch nichtlinearen Medium (z.B. KTP-Kristall) wird die Frequenz der Strahlung ins Grüne umgewandelt. Wichtig für die holographische Anwendung ist auch hier wieder TEM00-Betrieb und die Bezeichnung "single longitudinal mode" oder "single frequency". Manchmal wird vom Hersteller auch einfach ein "holographietauglich" angegeben, was natürlich ausreicht. Die meist recht kompakten Laser brauchen keine Wasserkühlung und kommen mit normaler Stromversorgung zurecht. Leistungen gibt es bis zu 20 Watt, das ist dann dementsprechend teuer! Kleinere Systeme bis zu 100 mW werden jedoch zur Zeit immer preisgünstiger. Vorsicht: Unbedingt vom Hersteller die Option "single frequency" bestätigen lassen!

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