Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theorie

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Hallo Ulrich,

da habt ihr euch aber viel Mühe gegeben, nicht schlecht! Ich habe dazu noch einen fundierten Artikel in der Appl. Opt. gefunden:

http://imaging.creol.ucf.edu/publications/Spider_Diffraction.pdf

Nachdem, was ich da so lese, liegt man mit den bekannten drei- und vierarmigen Spinnen ganz gut, solange die Streben nicht zu dick sind. Interessant ist noch die Variante mit dem ringförmigen Halter mit nur einem Kontaktpunkt am Fangspiegelhalter. Wählt man gebogene Streben im Vergleich zu geraden, erhöht sich die Gesamtobstruktion und das Ergebnis wird wieder schlechter.
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Klotzi,

vielen Dank für den interessanten Hinweis! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/Spitze.gif" alt="" />

Ich hab ihn jetzt nur mal kurz überflogen - er passt perfekt zur Problematik und enthält auch das Standardhandwerkszeug, das man i.d.R. anwendet.
<img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/cool.gif" alt="" />

Vielleicht hab ich es überlesen, aber mir fiel kein Hinweis auf, der erklären würde, warum bei einem leicht exzentrischem Monoarm die wahrgenommene Beugung deutlich geringer erscheint!

Und die heißgeliebte "Spinnenthermik" wird in dem Artikel leider wohl nicht behandelt.

Der Witz bei der Sache, der mich (uns) eben stutzig gemacht hatte war gerade, daß das, was Du beschreibst (die Standardspinnenarme und der ringförmige Halter)
bei den Versuchen eben - deutlich - schlechter als erwartet abgeschnitten haben! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/gutefrage.gif" alt="" />
(was z.T. aus der Notiz auch hervorgeht - vgl. Foto 6,7 und 9.5)
Darum auch der Hinweis auf die Zweckmäßigkeit weiterer Untersuchungen!

Der (von uns) nicht mit simulierte Fangspiegel kann eigentlich nicht der Knackpunkt sein...

Auf alle Fälle ein sehr guter, konstruktiver Hinweis,
der es uns hoffentlich vereinfachen wird, den Knackpunkt zu finden!
<img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/Spitze.gif" alt="" />

Viele Grüße und CS,
Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Thomas,

entschuldige bitte, daß ich bei meiner ersten Antwort ausversehen Klotzi geschrieben habe! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/grknie.gif" alt="" />

Aber der Name und dein Hinweis haben mir spontan so gut gefallen, daß ich deinen richtigen Namen nicht gleich wahrgenommen hatte!

Ich habe mitlerweile das Manuskript durchgelesen...
leider lässt es m.E. für die ATM´ler wichtige Punkte aus, oder streift diese nur:

- Der (gut dokumentierte) negative Einfluß von symmetrischen und quasisymmetrischen Spinnendesigns auf die Spikewahrnehmung.

- Der Auflösungsschwund in Abhängigkeit der Spikeausrichtung zum beobachteten Objekt.

- Ein nicht nur für (einfach kallibriebare) Detektoren gültiges Bildqualitätskriterium- welches im ATM-Bereich leider sehr schwer zu verankern ist.

Und natürlich die "Spinnenthermik"...

Die Bildqualität des Manuskrips und das Fehlen von Vergleichsphotos zu den 7 gerechneten Spinnenformen, lässt leider mögliche Fragen unbeantwortet.

Siehe Seite 2 links oben Vergleichsbild b und d -
Hier könnte man mutmaßen, daß die curved Spider etwas weniger Matsch erzeugt, als die "Diffractionless" Mount...

Die meist ungewöhnlich dick gewählten Spinnenarme, führe ich mal auf die erwähnte Simulationsproblematik mitte der 90´er zurück...

Da Einige von uns die Möglichkeit haben auf relativ einfache Weise die Praxisrelevanz unterschiedlicher Spinnendesigns zu dokumentieren, sehe ich eher in diese Richtung handlungsbedarf. <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/wink.gif" alt="" />


Was nutzt eine Erkenntnis, wenn Sie unreflektiert im eigenen Kopf schlummert, oder nur wenige diese Erkenntnis teilen können / wollen? <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/gruebel.gif" alt="" />


Schöne Aussichten,
Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Ulrich,

entschuldige bitte, daß ich bei meiner ersten Antwort ausversehen Klotzi geschrieben habe!
Klicke in dieses Feld, um es in vollständiger Größe anzuzeigen.

Kein Problem, ich bin es gewohnt so genant zu werden ;-)

Du hast sicher recht, dass das Paper nicht alle Aspekte abdeckt, von daher wären weitere Versuche schon interessant. Was Fig. 1 anbelangt hast du recht, die Bildqualität ist nicht besonders gut, da könnte der Eindruck entstehen, dass die "Curved Spiders" mehr Matsch erzeugen als die "Diffactionless Mount". Schaut man sich aber mal Fig. 15 an, dann sieht man, dass bei der "Encircled Energy", welche ja ein Maß für die Lichtmenge im zentralen Beugungsscheibchen ist, für die "Curved Spiders" schlechtere Werte angegeben sind.
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Liebe Spinnenfreunde,

ich hab gerade mal mein altes Beugungsberechnungsprogramm reaktiviert. Einmal mit zentrischer Spinne, und einmal mit tangentialen Spinnenarmen.

Die Theorie sagt ja wohl dass in beiden Fällen die gleichen Beugungserscheinungen entstehen müssten. Um so verblüffter war ich dann vom Ergebnis der Simulation: die seitlich verschobenen ("tangentialen") Spinnenarme scheinen danach stärkere Beugungserscheinungen zu verursachen <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/ooo.gif" alt="" /> <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/gruebel.gif" alt="" />

Hier mal die Screenshots. Oben links ist die zugrunde liegende Apertur zu sehen, unten die 3 Bilder sind die Beugungsfiguren in der Bildebene (Intensität, also Leistung und nicht Amplitude). Die 3 Bilder zeigen das Gleiche, nur anders für die Bildschirmausgabe skaliert. Der max. Helligkeitswert ist immer in der Mitte, 255.

links eine lineare Darstellung, Mitte und rechts logarithmisch. Die grauen Quadrate zeigen jeweils die angezeigte Graustufe für 10^0, 10^-1, 10^-2 ...

Die Rechnung ist ein stures Numbercrunching. Approximation der Apertur über 200x200 Pixel (Größe je 1x1mm), für jeden Punkt der Bildebene wird das Fraunhofer-Integral als Summe neu berechnet. Keinerlei Optimierungen oder Symmetrie-Ausnutzungen.

Die Geometriedaten sind für einen 200mm f6-Newton, Fangspiegel 50mm, die Streben haben 5mm (damit man was sieht...). Monochromatische Rechnung.

So, hier mal die Bilder:


Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/BG_zentrisch_1a.jpg


Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/BG_tangent_1a.jpg


Irgendwie sind die Spikes bei der seitlich verschobenen Spinne stärker. Hat jemand eine Idee warum nicht das Gleiche rauskommt? <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/augenruppel.gif" alt="" />

cs
Martin

Edit: noch eine Version. Auch schön...


Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/BG_2tangent_1.jpg
 
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Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Thomas,

ich halte es zwar nicht für übermäßig fruchtbar, die Zeit mit der Diskussion über das netter Weise von dir in´s Spiel gebrachte Manuskript, anstatt mit praktischen, anschaulichen und für Jedermann nachvollziehbaren Versuchen zu verbringen, aber um kleineren Mißverständnissen Vorzubeugen gehe ich mal auf die von Dir genannten Punkte ein:

Bei dem, was ich mir ausgedruckt habe, ist in Abbildung 1 (d) der massive Kern kleiner, als in Abbildung 1 (b) und der Gesamtdurchmesser etwa gleich.
Abbildung 1 (d) stellt außerdem eine 3-Arm curved Spider dar, welche in Abbildung 15 leider nicht vertreten ist.
In Abbildung 15 (1) ist lediglich die standard 3-Arm Spinne zu finden und eine 4-Arm Curved Spider und die in Abbildung 1 (b) gezeigte "diffractionless" Mount.
<img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

Aber wie gesagt, es ist vor allem (für uns) nicht vollständig genug.


Viele Grüße,
Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Martin,

danke für deine Mitarbeit!

Ich weiß nicht, in wie weit Du das von Thomas erwähnte Manuskript kennst, aber vielleicht enthält es einen Erklärungsansatz für deine Frage:

Wenn ich richtig gezählt habe, ist auf Seite 5 ein Hinweis zur Genauigkeitsproblematik von Simulationen, die wie ich bereits andeutete wohl mit zur Wahl etwas dickerer Spinnenarme seitens der Autoren führte.
Und da aus der Praxis bekannt und häufig dokumentiert, erzeugen bereits deutlich dünnere Spinnenarme schon beträchtliche Spikes...

Mach doch bitte noch eine Spikesimulation mit der in Abbildung 15 (5) abgebildeten Spinne, welche etwa der von Dietmar aus der Notiz 2006 gefolgerten entspricht!
Sie enthält weniger symmetrische Anteile, als die von dir gerechneten exzentrischen Varianten.

Und zum Vergleich vielleicht noch einen mit etwa doppelter Armbreite exzentrisch angesetzten Monoarm, einmal mit einfacher und einmal mit doppelter Dicke!


Vielen Dank für deine Mühe,
Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Ulrich,

das mit dem numerischen Problem könnte sein. Ich erinnere mich, bei meinen ersten Simulationen vor ca. 10 Jahren, schon mal so einen Aliasing-Effekt gesehen zu haben: Die Beugungsfigur wiederholt sich in regelmäßigem Abstand. Das würde bedeuten dass es vermutlich zu einer Art Überlagerung der benachbarten Beugungsfiguren kommt, wenn diese zu dicht liegen. Sie rücken weiter auseinander, wenn man die Apertur feiner diskretisiert, wie im Artikel ausgeführt.

Vielleicht sollte ich mal einen direkten Vergleich mit verschieden fein gerasterten Aperturen machen.


Hier die gewünschten Bilder, ich hoffe ich hab's richtig verstanden:


Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/BG_fig15_5.jpg

Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/BG_mono10.jpg


Link zur Grafik: http://www.astroselbstbau.homepage.t-online.de/BG_mono5.jpg



cs
Martin
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Martin,

Super!
Das ist genau was ich meinte! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/appl.gif" alt="" />

Was mir noch eingefallen ist, ist daß bei deinen ersten Exzenter-Beispielen die Armlänge einen Tick größer ist, als bei der klassischen 4-Arm Spinne...

Ob das Bischen so viel ausmacht könnte man vielleicht mit einem leicht verkürzten Arm, oder besser einer kleinen Simulationsreihe mit einmal Tubusseitig eingekürzt, einmal Fangspiegelseitig eingekürzt und einmal beidseitig eingekürzten, zentrisch angreifenden Monoarm im Vergleich zu einem durchgängigen zentrischen Monoarm machen.

Genial fände ich es, wenn Du diesen Zusatztest genauso skalieren würdest, wie den dünnen Monoexzenter! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/Spitze.gif" alt="" />

Und eventuell als i-Tüpfelchen einen komplett von links nach rechts durchgezogenen, zentrischen Arm gleicher Dicke (2 kurze sich genau gegenüberliegende Arme)


Vielen Dank!

cs
Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hi Ulrich,

so?

Link zur Grafik: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/attachment_upload/479473-BG_mono_z.jpg


Link zur Grafik: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/attachment_upload/479473-BG_mono_z1.jpg


Link zur Grafik: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/attachment_upload/479473-BG_mono_z2.jpg


Link zur Grafik: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/attachment_upload/479473-BG_mono_z3.jpg


Link zur Grafik: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/attachment_upload/479473-BG_mono_z4.jpg



Edit: geht über den Upload immer nur 1 Bild pro Posting??
Nochmal_Edit: Ah, nach jedem Einzelbild Posting abschicken, und dann immer wieder 1 Bild hinzufügen... sonderbar <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/crazy.gif" alt="" />

cs
Martin
 
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Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Martin,

das klappt ja wunderbar!<img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/i_respekt.gif" alt="" />

Wenn man sich die Grafiken einzeln in z.B. verschiedene Browsertabs reinlegt und abwechseln (blinkend) betrachtet, kann man bereits schöne, kleine, aber feine Unterschiede feststellen! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/Spitze.gif" alt="" />

Ich denke deine sehr gute Umsetzung meines Vorschlags hat gezeigt, daß die von dir beobachteten / erwähnten Unterschiede wohl kaum nur von leicht unterschiedlicher Strebenlänge herrühren können, sondern eher Positionsabhängig sind!

(Voraussetzung ist natürlich wie immer eine korrekte Umsetzung und Anwendung des Handwerkszeuges, von der ich einfach mal ausgehe.)

Ich glaub mit etwas finetuning kommen wir der Sache gut näher...

Was man m.E. bei deiner Simulation schon erahnen kann, ist der Unterschied im Äußeren der 3 Kreise im Mittleren Bild zwischen Mono-Exzenter (ME) und Mono-Zenter (MZ).
Der MZ hat im 3. Kreis immer eine Art Verdickung an der Stelle, bei der beim ME eher eine Ausdünnung zu beobachten ist.

Solche Phänomene sollte man mit inkohärentem Licht und einer Auswahl von verschiedenen Wellenlängen überprüfen.

Falls Du es noch irgendwie hin bekommst ein ganzes, inkohärentes Wellenlängenpaket bei der MZ und ME Strebe ohne Fangspiegel (ähnlich der Nr. 6 und 7 in Abbildung 3 der Notiz 2006) zu simulieren, könnt ich besser schlafen... - muß nicht sofort sein... -

Vielen, herzlichen Dank und
gut´s Nächtle -
das hast Du dir allemal verdient! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/Spitze.gif" alt="" />

Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Martin,

ich hatte mich ja noch zu einem Babinet-Schnellwurstelversuch hinreisen lassen, der jetzt nach deiner Simulationsreihe interessanter erscheint als vorher, obwohl ich ihn immer noch für nicht wirklich geeignet halte.

Hier die Foto´s:

Sie sind durch ein 80 mm Objektiv mit angebrachtem Hyperion und Fujikamera entstanden und zeigen 2 etwa 1,5 km entfernte Lichter, die Ihren Weg erst durch Sturm, Regen und beschichtete Isolierglasscheibe machen mußten, bevor Sie durch eine Monströse Linsenanzahl hindurch den Chip trafen und ihre Rest-Information barbarisch zusammengestaucht wurde...

Schwarze Pappblende Pseudo 4 Fach Exzenter Modell Abbildung 15 (5) bzw. (Dietmarinterpretation (ich hoffe er hat nichts gegen die Verwendung seines Namens in diesem Zusammenhang) Notiz 2006) mit allen 4 Spalten Spaltbreite ca. 1 mm +/- 0,5 mm und "ungespalteter" Mittenbereich ca. 6*6 mm.

Link zur Grafik: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/attachment_upload/479715-4fachexcenter.jpg

und 2 spaltig mit jeweils dem gegenüberliegenden Spalt abgedeckt.

Link zur Grafik: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbthreads/attachment_upload/479715-2fachexcenter.jpg


Was fällt einem dazu noch ein?


Ich hoffe wir bringen hier noch etwas Licht in´s Dunkle...


Viele Grüße und Danke für die bisherige Hilfe! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/grknie.gif" alt="" />

Ulrich
 
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Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Ulrich,
ich verfolge den thread sehr interessiert, die "Dietmar-Aufhängung" darfst Du gern verwenden.
Ich werde in Kürze eine Hofheim Dobson Spinne verbessern mittels dieser Aufhängung (mit 4 PUK-Sägeblättern à 0,4mm) und dann aus der Praxis berichten. Bei dem 200mm Hauptspiegel werden die Spinnen dann 15mm ausserhalb des Zentrums montiert.
Längsausdehnung des Spinnenbeins l=11cm bei Temperaturänderung von 10°K sind ca. 0,00001 (10 hoch -5) mm. Das sollte den FS wohl nicht merklich drehen.
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Dietmar,

vielen Dank für deine nachträgliche Genehmigung!

Und höchstes Lob für deine Experimentierfreude!!! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/cool.gif" alt="" />

Ich hoffe, Du kannst uns dann einen bebilderten Direktvergleich zwischen Hofheim Original und Dietmartuned präsentieren...

Wenn möglich, würde ich sogar versuchen einen 3-Arm Excenter mit ~120° Versatz zu verwenden und eine der Streben senkrecht nach oben. <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/wink.gif" alt="" />


Viele Grüße, Spaß und Erfolg!

Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo Dietmar,

bevor ich´s wieder vergess-

wenn Du schon so nett bist, deinen kleinen Dobson als Versuchsträger zu "opfern", könntest Du (vorzugsweise bei der 3-Arm Spinne) erstmal nur den Okularzugewandten Arm mit (wasserfestem) 120 er Schmirgel in Längsrichtung genüßlich, mit hohem Anpressdruck zwischen Daumen und Zeigefinger durchziehen (3-4 mal reicht wohl) damit schön lange, relativ parallele Riefen entstehen, in denen dann nicht nur der Lack (als guter Einstieg z.B. SwingCol.. Tischtennisplattenlack aus dem Bau.... - bitte nicht den anderen!) gut hält! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/wink.gif" alt="" />

Vor und nach dem Aufrauhen mit Aceton abwaschen-
Und den Lack dünn mit Strichen ebenfalls nur in Längsrichtung auftragen!
(Grundieren und aufwändigeres Vorbereiten ist in deinem Fall m.E. nicht unbedingt erforderlich)

Falls Du aus irgendeinem (mir nicht wirklich schlüssigen) Grund die 4-Arm Variante für unabdingbar hältst, dann mach das Ganze bitte mit den beiden (relativ) Senkrecht stehenden Armen...


Vielen Dank für deine sehr konstruktive Resonanz! <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/Spitze.gif" alt="" />
CS
Ulrich
 
Re: Spikes - eine Versuchsreihe als PDF und Theor

Hallo,

ich wurde dezent auf ein nicht unerhebliches Mißverständnispotential meines letzten Postings hingewiesen!

Bei der 3-Arm Spinne meine ich die von mir im vorangehenden Posting favorisierte, neu zu bauende, exzentrische 3-Arm Spinne und nicht die originale Hofheim 3-Arm Spinne!!!

Mittels meines Vorschlags besteht hier die Möglichkeit schonmal in Richtung Abwärme- und Reflektionsproblematik von Spinnenstreben vorzufühlen. <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/wink.gif" alt="" />


Unmißverständlich klaren Himmel und gute Kometensicht,

Ulrich
 
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