O3Q Würfel-Interferometer

Quantentechnologien sind ein wichtiges Gebiet der modernen Physik, bei dem es um das Präparieren und Manipulieren einzelner Qubits beruht. Die adäquate Einbindung in die schulische und berufliche Bildung wird immer wichtiger – ist aber auch sehr herausfordernd. Ein wichtiger Lerngegenstand ist das Michselson-Interferometer, welches für den Unterricht in Schulen oder Universitäten mit unterschiedlichen Materialien und Aufbauten realisiert werden kann: Neben vergleichsweise teureren kommerziellen Interferometer-Sets wie dem PASCO OS-9258B gibt es auch andere kostengünstige Versionen die mit dem 3D-Drucker gedruckt oder sogar mit LEGO(R)-Steinen gebaut werden können.

Ein Ansatz mit 3D-gedruckten Teilen ist das Experimentierkit, das ursprünglich vom IPHT Leibniz Institut Jena als kostengünstige Mikroskopie-Toolbox entwickelt wurde (www.nature.com/articles/s41467-020-19447-9#citeas). Diese „Optikwürfel“ ermöglichen eine Vielzahl von Experimenten. Sie sind als modulares System konzipiert, bei dem die einzelnen optischen Komponenten in separaten Würfeln untergebracht sind, die auf einer magnetischen Grundplatte platziert werden können. Neben Experimenten wie Mikroskop sind auch Interferometer möglich.

Um Experimente wie das Michelson- und das Mach-Zehnder-Interferometer in Bildungskontexten umzusetzen, haben wir die Teile hinsichtlich technischer und didaktischer Aspekte verbessert und erweitert. Unser Artikel zu den Veränderungen und möglichen Experimenten (Michselson-Interferometer, Mach-Zehnder-Interferometer, Polarisation) ist in Physics Education open access veröffentlicht: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6552/ac4106

Die stl-Dateien für das Michelson- und Mach-Zehnder-Interferometer können Sie hier herunterladen: Waveoptics

Ausführliche Informationen zum Nachbau finden Sie unter http://O3Q.de.

Die Lizenz für die Dateien ist CERN OHL v.1.2 – einige der STL-Dateien basieren auf dem Originaldesign von https://github.com/bionanoimaging des IPHT Leibniz Institut Jena.

Unser Artikel zu den Experimenten ist hier veröffentlicht (open access): Haverkamp Nils, Pusch Alexander, Heusler Stefan, Gregor Markus. 2022. ‘A simple modular kit for various wave optic experiments using 3D printed cubes for education.’ Physics Education 2022, Nr. 57: 1-13. doi: 10.1088/1361-6552/ac4106