Würfelsystem

QFL-Würfelsystem

Im Zuge des QuFabLab-Projektes wurde ein Würfelsystem entwickelt um einfach, schnell und kostengünstig Quantenexperimente durchführen zu können. In die Würfel können alle nötigen Komponenten eingebaut werden. Die Würfel können auf einer Grundplatte, aber auch aneinander fixiert werden. Folgend finden Sie die 3D Geometrien der Würfel, der Grundplatte und weitere Geometrien um Zukaufteile wie optische Bauteile in den Würfeln zu fixieren. Neben einer interaktiven 3D Ansicht der Geometrien finden Sie nährere Informationen zu den einzelnen Geometrien und die Möglichkeit die Geometrien runterzuladen.

Basis-Würfel

In den Basiswürfeln werden alle optischen Bauteile fixiert. Zum Zusammenbau braucht man zwei Würfelhälften und vier Lego-Verbinder mit der Bauteilnummer: 6279875. Die Lego-Verbinder werden in die vier Ecken der Würfelhälften eingefügt und dienen der Verbindung der Würfelhälften.

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4×4 Grundplatte

Auf der Grundplatte können die Würfel mittels vier Lego-Verbindern (Bauteilnummer: 6279875) fixiert werden.

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Strahlteiler_oben

Wir verwenden einen halbdurchlässigen Spiegel als Strahlteiler (https://astromedia.de/Teildurchlaessiger-Vorderflaechen-Glasspiegel-30x40mm). Mit den Bauteilen Strahteiler_oben und Strahlteiler_unten kann dieser im 45° Winkel in einen Würfel eingebaut werden.

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Strahlteiler_unten

siehe Strahlteiler_oben

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Anfasser_Stellschraube

Dieser Anfasser wird mit der Aussparung Richtung Kopf auf eine magnetische M3 Sechskantschraube (Länge: ~50 mm, nicht Edelstahl) aufgesteckt und mit einer selbstsichernden M3 Mutter fixiert. Dies vereinfacht das Drehen der Schraube per Hand. Die Schrauben werden verwendet um den Laser und Spiegel auszurichten (siehe Spiegel- und Laserhalter).

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90° Spiegel- und Laserhalter

Mit dem 90° Spiegel- und Laserhalter können Sie sowohl den 90° Spiegelträger als auch den Laserträger in den Würfeln fixieren. In die drei kleineren innen liegenden Löcher werden die M3 Schrauben geschaubt. Sie haben zwei Möglichkeiten zu deren Fixierung: 1. Sie drucken die Geometrie ohne die in den Löchern liegenden kleinen Röhren und fügen M3 Einschmelzgewinde ein (https://cnckitchen.store/de/collections/threaded-inserts). 2. Sie drucken die kleinen Röhren aus TPU zusammen mit dem Halter aus PETG und nutzen das TPU als „Gewinde“ für die Schrauben. Wir empfehlen Ihnen die Möglichkeit 2 unter Verwendung eines harten TPUs, da die Schauben im TPU weniger wackeln als in Einschmelzgewinden, welches die Ausrichtung der Spiegel und des Lasers vereinfacht. In die vier großen Löcher an den Ecken können Sie Lego-Verbinder einfügen um den Halter im Würfel zu fixieren.

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90° Spiegelträger

Auf den Spiegelträger wird der Spiegel aufgeklebt (https://astromedia.de/Vorderflaechen-Glasspiegel-22x22mm). Zum Aufkleben empfehlen wir Ihnen dickes Doppelklebeband. In die Vertiefungen werden Zylinder-Magnete mit 5 mm Durchmesser und 5 mm Länge eingesteckt (https://www.amazon.de/dp/B0D41VVPC3?ref_=ppx_hzsearch_conn_dt_b_fed_asin_title_1). Die Magnete werden an die M3 Schrauben in den Spiegelhaltern angedockt. Zur optimalen Einstellung empfehlen wir auf die Enden der Schrauben Hutmuttern aufzuschrauben, so dass die kugelförmige Oberfläche der Muttern auf den Magneten ruht.

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45° Spiegelhalter

siehe 90° Spiegel- und Laserhalter

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45° Spiegelträger

siehe 90° Spiegelträger

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Schirm_Fuss

Der Schirm_Fuss ermöglicht das senkrechte Aufstellen des Schirms und der Lochblende und der Fixierung auf der Bodenplatte mittels Legoverbindern.

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Lochblende

Die Lochblende vereinfacht das Ausrichten des Lasers in die Mitte der Würfel.

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Schirm

Der Schirm dient als Projektionsfläche u.a. für das Michelson Interferometer.

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Schirm_klein

siehe Schirm

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Fuss-56-mm-v1

Polfilter_Vorderseite

Für den Polfilterhalter sind die folgenden fünf 3D Drucke notwendig (https://astromedia.de/Polarisations-Filterfolie-200-x-290-mm). Schneiden Sie den Polfilter zureckt und setzten Sie ihn in die Halterung ein. Achten Sie dabei auf die Ausrichtung der Polarisation des Polfilters.

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Polfilter_Rückseite

siehe Polfilter

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Polfilter_Drehrad

siehe Polfilter

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Polfilter_Arretierung

siehe Polfilter

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Basis_Polfilter

siehe Polfilter

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Linsenhalter

Der Linsenhalter ermöglicht die Fixierung einer Linse in der Mitte der Würfel.

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GekoppelterPolfilter_ZahnradL

Für den gekoppelten Polfilter für das BB84 Experiment benötigen Sie die folgenden sechs 3D Drucke. Er ermöglicht es die Ausrichtung von zwei senkrecht zueinander stehenden Polfilter gleichzeitig um 90° zu ändern.

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GekoppelterPolfilter_ZahnradR

siehe gekoppelter Polfilter

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GekoppelterPolfilter_ZahnradSchalter

siehe gekoppelter Polfilter

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GekoppleterPolfilter_Halterplatte

siehe gekoppelter Polfilter

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GekoppelterPolfiter_Doppelwürfel

siehe gekoppelter Polfilter

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GekoppelterPolfilter_Frontplatte

siehe gekoppelter Polfilter

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