Funktionsweise Laserpointer-Aufsätze

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Funktionsweise Laserpointer-Aufsätze

    







BID = 584372

LeoLöwe reloaded

Schreibmaschine



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Hallo Forum,

vor Jahren habe ich mal auf einem Wochenmarkt einen Laserpointer geschenkt bekommen.
Bei dem Laserpointer waren vier Aufsätze dabei, die man vorne vor dem Strahlaustritt aufstecken konnte.
Durch diese Aufsätze verwandelte sich der Lichtpunkt in eine projizierte Figur, z.B. ein paar Geschenke oder einen Tintenfisch.

Das hat mich damals so fasziniert, dass ich nach dem baldigen Ableden der Laserdiode die Aufsätze in einer kleinen Schachtel aufgehoben habe - und genau diese Schachtel habe ich heute wiedergefunden.

Zur Demonstration habe ich eine Laserdiode mit einer Optik aus einem CD-Player verwendet und in ca. 2cm Abstand zur Optik eine der "Linsen" aus diesen Aufsätzen befestigt.

Der Lichtpunkt hat nach 50cm einen Durchmesser von ~1,5mm und startet vorne an der Optik mit einem Durchmesser von ~4mm.
Bringt man nun die "Linse" in den Strahl, verwandelt sich der Lichtpunkt in einen Cartoon-Tintenfisch.

Diese "Linse" ist, bei Tageslicht betrachtet, nur eine etwas unsauber ausgestanzte Kunstoffscheibe mit einer Dicke von ~1mm.
Mit bloßem Auge lässt sich das Motiv nicht erkennen, die Scheibe wirkt etwas matt, scheint aber nicht beschichtet oder besonders geformt zu sein.

Wer weiß, wie das funktioniert?

Zu den Bildern:
Bild 1 ist der projizierte Tintenfisch,
Bild 2 zeigt den Aufbau mit den Linsen
und auf Bild 3 liegen links die vier Vorsätze und zum Vergleich rechts noch zwei beschichtete Bauteile aus einem CD-Laufwerk.

Vielen Dank & Gruß
Leo-Andres






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[ Diese Nachricht wurde geändert von: LeoLöwe reloaded am 30 Jan 2009 13:03 ]

BID = 584381

perl

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Wenn du noch welche möchtest, musst du es mir sagen.
Das sind Prägehologramme.
Sie werden als ein holographisches Muster von scheinbar zufällig verteilten Buckeln und Dellen in eine hauchdünne Polyesterfolie geprägt, die dann wiederum auf eine dickere Kunststoffscheibe aufgeklebt wird.
Wenn man hindurchschaut sieht das nur ein wenig trüb aus.

Durch konstruktive und destruktive Interferenz wird das kohärente Licht des Lasers in bestimmte Richtungen gebeugt und ruft dann dort die Lichtpunkte hervor.
Du kannst den Aufbau auch umdrehen:
Wenn du die Optik ganz nahe ans Auge hältst, und auf eine entfernte ("punktförmige") Lichtquelle blickst, siehst du die Figur auch. (Ringsum sollte es dunkel sein)

Wegen der wellenlängenabhängigkeit des Beugungswinkels erscheint die Figur bei einer weissen Lichtquelle dann in den Regenbogenfarben.
Wenn du rote grüne ond blaue LEDs verwendest, wirst du sehen, dass das Bild umso kleiner ist, je kürzer die Wellenlänge des Lichts ist.

--> Beugung am Gitter, Holographie

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Bei obigem Beitrag handelt es sich um meine private Meinung.



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[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 30 Jan 2009 13:53 ]

BID = 584573

LeoLöwe reloaded

Schreibmaschine



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Danke perl, so langsam komme ich dahinter


Zitat :
Wenn du die Optik ganz nahe ans Auge hältst, und auf eine entfernte ("punktförmige") Lichtquelle blickst, siehst du die Figur auch. (Ringsum sollte es dunkel sein)


Das habe ich mal probiert, darauf wäre ich nicht gekommen.

Bei mehreren Lichtquellen sieht man vor jeder Lichtquelle einmal das Motiv, anstatt des Lichtpunkts. Rings um die Motive kann man sehr verschwommen noch die Konturen vom Raum erkennen.

Wenn ich das dann richtig verstehe, sind die Motive selber nur winzig klein und einige hundert mal auf die Folie geprägt?

Wie ist es dann eigentlich möglich, dass der Durchmesser der Lichtquelle und die Ausrichtung egal ist?
Eigentlich müsste doch der Laserstrahl mit seinem Anfangsdurchmesser von ~4mm mehrere Hologramme mitnehmen und entsprechend abbilden. ?

Den Zusammenhang zwischen der Wellenlänge und der Bildgröße sieht man bei weißem Licht auch schon schön, ganz außen ist die Kontur rot und innen komplett blau. Was mich erstaunt ist, wie klar die Farben zueinander abgegrenzt sind.

Vielleicht schaffe ich es noch, das mal zu fotografieren. Bisher scheitert es immer am Fokus... Als Mensch schaut man durch die Folie und bingo - die Kamera ist sich da leider nicht so schlüssig.

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BID = 584587

perl

Ehrenmitglied



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Zitat :
Wenn ich das dann richtig verstehe, sind die Motive selber nur winzig klein und einige hundert mal auf die Folie geprägt?
Nein, ein Bild des Originals wirst du vergebich suchen.
Das was auf die Folie geprägt ist, ist ein Interferenzmuster, welches sich bei der Aufnahme durch die Überlagerung von Referenzstrahl und vom Gegenstand reflektiertem Licht ergeben hat. Darin ist normalerweise keine Struktur zu erkennen, sondern nur eine körnige Masse.
Das eigentliche Muster ist sehr fein. Berge und Täler sind nur etwa 1µm oder noch weniger voneinander entfernt.
Mit einem Lichtmikroskop sieht man von der Feinstruktur nur wenig, es sollte schon ein Elektronenmikroskop sein.
Manchmal allerdings kann man grobe Muster auch schon mit blossem Auge erkennen.
Allgemein gilt, je grober das Muster ist, um so feiner sind die dadurch repräsentierten Details.

Nur in sehr einfachen Ausnahmefällen kann man visuell von der Struktur des Gegenstandes bzw. seine Bildes auf das Interferenzmuster zurückschliessen oder umgekehrt.
Parallele Linien etwa ergeben je nach Abstand eine Reihe von Punkten, u.U. auch einen Strich, der dann aber senkrecht zu den Linien verläuft.


Zitat :
Wie ist es dann eigentlich möglich, dass der Durchmesser der Lichtquelle und die Ausrichtung egal ist?
Weil die Information jedes Bildpunktes über die ganze Folie "verschmiert" ist.
Du kannst ja mal das halbe Hologramm mit undurchsichtigem Klebeband oder Pappe abdecken. Du bekommst dann trotzdem noch das vollständige Bild, nur etwas unschärfer.


Zitat :
Bisher scheitert es immer am Fokus...
Du darfst nicht vergessen, dass Hologramme gewöhnlich räumliche Bilder entwerfen. Du kannst dann die Kamera tatsächlich auf verschiedene Ebenen des Bildes scharfstellen.
In diesem speziellen Fall sind die Hologramme aber so erzeugt worden, dass das Bild im Unendlichen liegt.

Ich habe mal ein paar diesbezügliche Bilder aus Büchern herauskopiert.
Besonders instruktiv ist in diesem Zusammenhang der Scan der Zonenplatte. Ein solches Hologramm wirkt wie eine Linse bzw. es ist das Abbild einer Linse. Man kann entsprechende Hologramme durchaus auch als Lupe gebrauchen.
Im Original sind hier wirklich nur die grossen konzentrischen Kreise zu erkennen.
Die anderen Strukturen, Moiré genannt, sind ein weiteres Interferenzmuster, das durch die Überlagerung dieser Kreise mit dem Raster des Scanners bzw. deines Monitors entsteht. Vergrößere und verkleinere das Bild mal und staune was dabei passiert!

Für ein Hologramm muss man auch nicht unbedingt Dellen oder helle und dunkle Stellen in eine Plastikfolie drücken; durch Ultraschall erzeugte Wasserwellen tun es auch, wie das darauffolgende Bild zeigt.

Man kann mit Hologrammen noch viele völlig andere Dinge anstellen als nur räumliche Bilder zu erzeugen, aber das würde hier zu weit führen.
Die Holographie ist jedenfalls ein sehr weites und hochinteressantes Gebiet und ihr Erfinder, Dennis Gabor, hat dafür den Nobelpreis völlig zu Recht erhalten.







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LeoLöwe reloaded

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Hallo perl, erstmal vielen Dank für deine Antworten

Ich bin richtig erstaunt, wie viel Know-How in dieser kleinen Scheibe steckt.

Wie wird eigentlich der Prägestempel für diese Folie hergestellt?
Das Verfahren würde mich wirklich interessieren, die Abmessungen sind ja wirklich "winzig" bzw. für Otto-Normalmensch kaum mess- oder sichtbar, aber trotzdem muss es ja vergleichsweise preiswert sein, wenn ich mir die Preise von solchen Laserpointern anschaue.


Zitat :
Vergrößere und verkleinere das Bild mal und staune was dabei passiert!


Ich staune! Das es so eindrucksvoll ist, hätte ich nicht gedacht.
Vielleicht bastele ich davon nachher noch eine Animation, wenn man das Bild fließend verkleinert ist es wirklich sehr eindrucksvoll.


Zitat :
Man kann mit Hologrammen noch viele völlig andere Dinge anstellen als nur räumliche Bilder zu erzeugen, aber das würde hier zu weit führen.


Was kann man denn damit noch anstellen? Verstehen werde ich das vermutlich nur teilweise bis garnicht, würde aber trotzdem gerne mal etwas darüber lesen.


Im Anhang nochmal ein Foto durch ein solches Hologramm (soll ein Totenkopf sein, der lies sich als einziger brauchbar fotografieren). Zumindest für die Kamera ist es, wie angekündigt, rings um das Bild dunkel.




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LeoLöwe reloaded

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Edit: Doppelt

Doppelpost mit 5 Minuten Zeitdifferenz, irgendwas läuft bei mir Amok

[ Diese Nachricht wurde geändert von: LeoLöwe reloaded am 31 Jan 2009 21:31 ]

BID = 584788

GeorgS

Inventar



Beiträge: 6450


Zitat :
Wie wird eigentlich der Prägestempel für diese Folie hergestellt?

Das geht reprotechnisch ähnlich wie man die Prägestempel
für CDs herstellt. Es ist billig, wenn man hohe Kopienzahl
herstellt.
Schon vor gut 100 Jahren hat man von optischen Gittern
Kollodiumkopien hergestellt, indem man Kollodiumlösung
auf die Gitter aufgoß, trocknen ließ und abzog.
Von der Feinheit der Strukturen ist das vergleichbar mit
diesen Hologrammen.
Gruß
GeorgS

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