Greifbare Einordnung von Refraktoren?

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watchgear

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Mahlzeit,

im Biete-Board läuft ja wieder eine angeregte Diskussion um Halb- und Voll- und was-weiß-ich-Apochromate. Mancher hält die Diskussion dort für unangebracht, was ich z.T. auch so sehe. Die Diskussion an sich halte ich aber für sehr sinnvoll, um das alles endlich mal zu begreifen.

Es geht ja zur Zeit vor allem darum, was man als Vollapochromaten bezeichnen kann und was nicht. Wenn ich mir ein Teleskop zulegen will, interessiert mich weniger, wie ich es nennen darf, als vielmehr seine tatsächlichen optischen Eigenschaften. Dazu zählt aber nicht nur der Farbfehler, sondern z.B. auch die Bildfeldwölbung, die ich ja mit einem passenden Flattener ausgleichen muss.

Was mich an dem ganzen Thema so nervt, ist dass es keine wirklich greifbaren Fakten zu geben scheint, bzw. diese nicht bekannt sind. Ein Beispiel: Ich habe seit kurzem einen kleinen TMB-Apo (80/480) und dem liegt ein Meßprotokoll bei. Darin steht z.B. zum Thema Farbfehler:

Chromatic aberrations in Wavelenghts 430 to 700nm:
- max. 0,19mm
- measured 0,04mm

Ich interpretiere das so, dass bei diesem Objektiv die Brennpunkte der einzelnen Sprektren (im relevanten Bereich) um maximal 0,19mm differieren dürfen, sonst fällt es durch die QS. Bei dem konkret vorliegenden Objektiv sind es offensichtlich 0,04mm.

Ich habe keine Ahnung, ob dieser Wert nun besonders gut ist - darum geht es auch gar nicht. Ich stelle mir einfach vor, es wäre ein Wert, der bei jedem Refraktor (ähnlich wie das Öffnungsverhältnis) in der Artikelbeschreibung angegeben wäre (oder besser noch sein müsste...)

Dann könnte man (zumindest in diesem Aspekt) Teleskope direkt vergleichen. Wenn dann dort steht: (Phantasiewerte)

TMB: 0,19mm
Scopos: 0,25mm
80ED: 0,5mm
FH: 1,2mm

...könnte man aufgrund eindeutiger Angaben entscheiden, ob man den Mehrpreis für die "besseren" Optiken ausgeben möchte.

Ich weiß schon, welches Argument jetzt kommt. Meßprotokolle kosten Geld. Kannst die Optik ja testen lassen...

Das meine ich aber nicht. Es reicht doch, zu wissen, wie gut das Gerät mindestens sein muss, um nicht durch die QS zu fallen. Welche Qualität die tatsächlich erworbene Optik dann hat, ist sekundär. Man hat einfach eine Entscheidungsgrundlage...


Das gleiche gilt für die Bildfeldwölbung - nur das Lomo hierzu auch nichts definitives sagt. Mich regt es tierisch auf, wie die einzelnen Reducer verkauft werden. So gibt z.B. Televue an, dass der Reducer für Brennweiten zwischen x und y mm geeignet ist. Andere, wie z.B. William, geben an von f/x bis f/y...

Also - entweder hängt die Bildfeldwölbung von der Brennweite ab, oder vom Öffnungsverhältnis (was mir logischer erscheint), oder von noch anderen Faktoren. Jedenfalls ist das Thema ebenso schwer zu greifen, wie das ganze hin und her mit den Voll- und Halb-Apos.

Es mag ja sein, dass ich ein wenig naiv bin - aber wenn ich "Bildfeldwölbung" höre, drängt sich die Vermutung auf, dass es ein Maß namens "Radius" geben muss, der ziemlich eindeutig sein müsste. Wenn die Reducer dann entsprechend von BW-Radius x bis y gehen würden, hätte man auch hier etwas greifbares.


Es kann ja sein, dass ich wirklich zu naiv bin und mir die Sache zu einfach mache. Dann wird es hier schon irgendein Optik-Ekschberde gerade rücken.
Wenn nicht, sollte man eigentlich auf die Angabe solcher Werte beim Refraktorkauf bestehen. Wenn sich das mal durchgesetzt hat, wüsste endlich jeder, woran er ist und der Refraktor-Umsatz würde vermutlich um 70% zurückgehen. Deshalb bleibt es wohl ein Wunschtraum :Trost:

Gruß
Klaus
 
Hi Klaus,

es ist Weihnachtszeit und die Händler wollen was verkaufen.
Ist doch jedes Jahr so, oder?

Dann gibts wieder gute Ansätze (wie Deinen zum Bespiel), ein, zwei Händler werden mitdiskutieren und eine Zeit lang ihre Angebote "genauer" beschreiben ... gleichzeitig wird es genug Händler geben, die auf so eine Kennzeichnung pfeifen und nach ein paar Wochen haben wir wieder lauter Voll-Apos.

Ohne Kennzeichnungspflicht oder mündige Käufer, die die versprochene Leistung einfordern! wird sich hier nix ändern, leider.

lg
Mathias
 
Was das Biete-Board angeht, so ist die Sache inzwischen eigentlich ziemlich einfach:

APO = da sind Linsen drin
VOLLAPO = alles oberhalb des normalen zweilinsigen China-ED

Gruß
Torsten
 
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Hallo Klaus

guter Artikel !

Bildfeldwölbung: Um diese perfekt zu Korrigieren bedarf es einer Bildfeldebnungslinse die genau auf ein bestimmtes Objektiv abgestimmt ist, dort arbeitet diese dann perfekt. Mit etwas Glück erzeugt die gleiche Bildfeldebnungslinse an gewissen anderen Objektiven aber auch noch gute Ergebnisse , also wird diese somit als Universal verkauft.

Hat diese Bildfeldebnungslinse auch noch einen Reduktionsfaktor wirds kompliziert.

Ein wirklich optimal funktionierender Reducer/Flattner F/0.60 x für STL11000 Format braucht bereits 3 bis 4 Linsen mit ED oder Fluorite und kostet weit über 1.000 Euro, siehe der neue von AP $ 1,500

Also gibt es zu kleinen Geld nur Kompromisse
 
Hallo Zusammen,

und danke für die ermutigenden Antworten :/

@Mathias: Du sprichst von Händlern. Ich denke, wenn die Händler die Informationen nicht vom Hersteller bekommen, können die auch nicht viel tun. Natürlich könnten sie einen Prototyp vermessen lassen - aber dat kost widder.
Außerdem bietet dann entweder wieder jeder Händler andere Werte oder alle die gleichen - dann ist derjenige genatzt, der das Geld für das Meßprotokoll ausgegeben hat.

Nee - ich denke, das muss entweder von den Herstellern, oder von den Endkunden kommen. Wenn jedes Gerät einmal getestet wurde und das in eine öffentlich zugängliche Datenbank liefe. Na ja - auch nur ein Traum...

@ML:

Also gibt es zu kleinen Geld nur Kompromisse

Selbstverständlich. Es wäre aber schön, wenn man eine Grundlage hätte, ob der Kompromiss halbwegs hinhaut. Bisher kann man nur jeden verfügbaren Reducer bestellen, ausprobieren und zurückschicken. Das geht letztendlich zu Lasten der Händler und über die Preise wieder zurück an die Kunden.

Wäre es nicht besser wenn man sagen könnte: Fernrohr xy mit Reducer xy bis Bildfeld xy - OK?

Gruß
Klaus
 
Klaus

deine Forderung :

Wäre es nicht besser wenn man sagen könnte: Fernrohr xy mit Reducer xy bis Bildfeld xy - OK?

ist willkommen, aber bitteschön wer kann diese erfüllen ? Niemand ! Warum nicht ?

Nun , nur ein Optikdesigner der das Obkjektiv Design mit dem Flatttner Design kennt und zuammenfügt kann ein Ergebniss drucken.

Also Al Nagler , rück das zemax Design für deine Reducer/Flattner raus, dann kann ich meinen Kunden genau sagen was Sie am TMB XYZ erwartet.

das war Unterricht aus der traurigen Theorie, sorry
 
Hallo Klaus,

das was du verlangst kann nur der Optikrechner tun.
Am Newton ist die Sache einfach. Eine Parabel ist eine Parabel,
Harrie Rutten hat ja unlängst in einem anderen Thread gezeigt,
daß und inwieweit ein Komakorrektor an einem Newton ebenfalls
an einem anderen Newton mit anderer Öffnung funktioniert.

Bei einem Refraktor funktioniert daß aber wegen der großen Vielfalt
der Designs nicht oder nur selten. Sie unterscheiden sich in Punkto
- Farbkorrektur
- Bildfeldwölbung
- Astigmatismus im Feld

Du möchtest als Photograph sowohl gute Farbkorrektur als auch
punktförmige Sterne im Feld (abseits der Achse).

Also brauchst du neben guter Farbkorrektur auf der Achse
auch eine Korrektur der Bildfeldwölbung und des Astigmatismus
abseits der Achse.

Aber das kann nur ein geeigneter Flattener leisten.

Am Beispiel des Takahashi TSA kann man es ganz gut verdeutlichen.
Optique Unterlinden gibt dankenswerter Weise verschiedene
Informationen an.

http://www.optique-unterlinden.net/hp_tsa102.htm

Schau dir mal die Spots unter nachfoldenem Link an:

http://www.optique-unterlinden.net/tsa_specs/tsa102_foyer_spot.png

Es zeigt die Spots des 102/816mm TSA auf der Achse sowie
5mm, 10mm, 15mm und 20mm abseits der Achse.
Die Scala ist 0,1mm.

Nachfolgender Link zeigt die Spot bei Verwendung des Flatteners
(der Durchmesser des voll ausleuchteten Feldes beträgt 35mm):

http://www.optique-unterlinden.net/tsa_specs/tsa102_35fl_spot.png

Auch hier ist die Scala 0,1mm. Die off-axis Spots sind noch
deutlich kleiner als ohne Flattener. Der Flattener verringert
die Brennweite minimal auf 800mm.

Nachfolgender Link zeigt die Spots unter Verwendung des Reducers
welcher die Brennweite auf 610mm verringert:

http://www.optique-unterlinden.net/tsa_specs/tsa102_rd_spot.png

Auch hier ist die off-axis Spotgröße deutlich kleiner als beim
TSA ohne Reducer.

So sieht die Sache aus, wenn der Optik-Designer alle Parameter
selbst bestimmen kann. Bei Verwendung eines Flattener oder
Reducer von einem anderen Hersteller kann es zufällig einmal
ganz gut passen, wird es aber meistens nicht tun.

MfG,Karsten
 
hi!

ganz soooo schlimm ist es mit den feldkorrektoren nicht. gut designte apos sind sich nämlich sehr ähnlich - petzvalradius und off-axis astigmatismus sind systemintrinsisch und ähneln einander recht stark für systeme mit ähnlichen öffnungen und öffnungsverhältnissen. koma sollte auskorrigiert sein, und der gaussfehler muss halt hinreichend zurückgedrängt werden, was in der regel nur über die glaswahl möglich ist.

ein flattener ähnlich wie der von uwe laux in seinem buch angedeutete korrektor für den APQ (linsendublett aus kronglas, natürlich auf das öffnungsverhältnis 1:10 des APQ gerechnet) macht folgendes - er ebnet das bildfeld nicht in dem sinne, dass der petzval-radius möglichst gross wird, sondern er "überdehnt" die bildfeldkrümmung und kompensiert somit den astigmatismus in gewisser weise. so ist es mir zumindest untergekommen, wenn ich sowas mit ZEMAX gerechnet habe. ein reducer kann das prinzipiell auch, nur ist ein solcher wesentlich kritischer auf das öffnungsverhältnis abzustimmen ...

lg
wolfi
 
Hallo Karsten,

prinzipiell finde ich die Dreingabe, wie Sie von von Philipp Keller, Takahashi u.A. geboten wird vorbildlich, da man für sich dann von vornherein sagen kann (so man denn kann), ob das angebotene Design überhaupt theoretisch für einen in Frage kommen würde.

Nur kommt dann das allseitsbeliebte Praxisproblem...

Weiß ich selbst überhaupt, ob mich der (i.d.R. mindestens) zu erwartende Rest-Fehler stören würde und mit welchem Okular / Kamera hab ich die Möglichkeit diesen real wahrzunehmen, zu vertuschen, oder zu verstärken?

-

Wenn jetzt jeder Massenhersteller mit diesen Diagrammen rausrückt, könnte eine oberflächliche Betrachtung der Diagramme suggerieren, daß die Wahl des geringsten Spots für´s Geld, die Beste wäre.

Das klappt leider nur theoretisch, da Jemand, der Ahnung von Werkstoffen, Herstellungsprozessen und Endmontage hat, die zu erwartenden Toleranzen abschätzen kann und wohl daraus folgern würde, daß nur eine auf reale Beobachtungsbedingungen bezogene Messreihe des gekauften Gerätes einem so etwas wie Sicherheit nach (bei) der Entscheidung geben kann.

Und wer Sicherheit möchte, muß für diese auch bezahlen.

Und nicht jeder möchte doppelt, oder 3 fach so lang sparen, um hinterher quasi das Gleiche für´s Geld zu bekommen und trotzdem sich seiner Sicherheit nicht wirklich sicher sein zu können.

Um irgendwelchen Missverständnissen vorzubeugen:

Ich unterstütze ausdrücklich den Wunsch nach Veröffentlichung der zu den Optikdesigns gehörenden Diagramme, so sie denn auch ausdrücklich auf die zu erwartende Schwankungsbreite hinweisen und die garantierte Mindestqualität auch durch entsprechende Diagramme verdeutlicht wird.

Abgesehen davon fände ich Hinweise zur Justierfähigkeit, Justagestabilität inklusive dem Temperaturverhalten des Objektivs und seiner Fassung für interessanter, als die darin verwendeten Glassorten...


Grüße Ulrich

P.S.:
Im Übrigen freu ich mich es nicht weit nach Frankreich, oder in die Schweiz zu haben und selbst entscheiden zu können, was mir in der Praxis gefällt.
 
Hi,

Nur kurz zu den Hänldern: diese sehe ich sehr wohl in der Pflicht sich um richtige Doku zu kümmern, sofern sie als FACHHANDEL auftreten.
Vom Mediamarkt erwarte ich mir nicht, dass mir dort meine Canon EOS 400D erklärt wird, im Fachhandel (z.B. Orator in Wien) wo ich natürlich auch mehr zahle, erwarte ich mir das sehr wohl.

D.h. sobald der Händler "Wind" davon bekommt, dass etwas in der Hersteller-Beschreibung nicht passt, sollte er diese Info überprüfen und selbstständig an interessierte Kunden weitergeben.
Hatte ich mal bei einem Schweizer Händler, der mir sogar eine Art Ranking, der bei ihm verfügbaren EDs aufgestellt hat - und das ohne danach zu fragen, ich fühlte mich insgesamt gut informiert (alle Fragen wurden freundlich und kompetent beantwortet) und hab dann auch gekauft, etwas teurer als in AT oder DE aber dafür gut beraten.

lg

Mathias
 
hallo!

ich habe mich gerade ein wenig hingesetzt, um zu untermauern, was ich zu erklären versucht habe (und auch, weil mir einiges, was man zu dem thema so mitliest, ein gewisses professionelles entsetzen einjagt). folgendes ist ein sehr guter apochromat, der aus den patentdaten des APQ 100/1000 entstanden ist, wenn man den spat gegen Ohara S-FPL53 ersetzt und statt dem ZK2 N-ZK-7 verwendet. bedingt durch das gute ausgangsdesign, die verwendung von S-FPL53, und das verhältnismässig freundliche öffnungsverhältnis ergeben sich folgende spots...

http://members.chello.at/birkfellner/apo100_1000.jpg

das gerät ist sehr gut korrigiert. was bleibt, ist ein astigmatismus und eine petzvalkrümmung von -1324 mm

setzt man jetzt ein afokales BK7-dublett ca. 70 mm vor den fokus, dann bleibt der farbfehler im rahmen, und die spots sehen so aus:

http://members.chello.at/birkfellner/apoflat100_1000.jpg

sieht nach flachem bildfeld aus, stimmts? immerhin ist das ding jetzt auf 2° bildfeld beugungsbegrenzt, was so manchem strehl-fetischisten schon genügen sollte. die kreiserl sind übrigens die airy disk für 550 nm, der hauptkorrekturwellenlänge.

das bildfeld ist aber nicht flach. das system hat jetzt eine petzvalkrümmung von -1937 mm ...

:)

lg
wolfi

PS: ... um diskussionen über urherberschaft und masstäbe vorzubeugen - das ist alles meins, ich kanns also auch umskalieren etc. pp. :)
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Wolfi,

hast Du mittlerweile deine Glasmassen mit einer schönen Fassung bändigen können?

Wenn ja, wüßt ich nun, wen ich bei Fassungslosigkeit fragen werde...


Drei kleine Fragen hab ich aber noch:

Warum ist der Airy-Durchmesser bei deinen beiden Diagrammen unterschiedlich (13.54 zu 16,01)?

Und sind 587 nm nicht eher gelb als grün??

Hab ich dein Firstlight verpasst???


Fröhliches Basteln!
Ulrich

P.S.:
Ich hab da noch ganz andere Fragen ;)
 
servus ulrich!

"hast Du mittlerweile deine Glasmassen mit einer schönen Fassung bändigen können?"

Du meinst das zweitgrösste linsendublett östereichs? nein, das wird wohl übernächste woche geschehen...

"Warum ist der Airy-Durchmesser bei deinen beiden Diagrammen unterschiedlich (13.54 zu 16,01)?"

das kommt davon, wenn man wie ich gern hudelt. ich hab als primäre designwellenlänge 648 nm statt 580 nm angegeben - da wird die airydisk dann natürlich grösser... 2.44*lambda*öffnungsverhältnis. zusammen mit punkt 2 habe ich diese kleine unstimmigkaeit natürlich umgehend aus der welt geschafft...

"Und sind 587 nm nicht eher gelb als grün??"
ZEMAX verwendet F-d-C als hauptwellenlängen. ich hab die designwellenlänge jetzt auf 550 nm verlegt und die radien ein wenig adaptiert, damit ich auch ja beugungsbegrenzt bleibe. es ist aber nach wie vor ein N-BK7 dublett, 67 mm BFL...

http://members.chello.at/birkfellner/fuerulrich.jpg

die bildfeldkrümmung hab ich auch beigelegt. man sieht, manchmal kann auch ein krummes bildfeld von nutzen sein :)

http://members.chello.at/birkfellner/curv.jpg

"Hab ich dein Firstlight verpasst???"

vom monster? neinein - vielleicht schaff ichs zu weihnachten ...

lg
wolfi

"Ich hab da noch ganz andere Fragen ;) "

um gottes willen - hoffentlich was unsittliches!!!
 
servus wolfi!

Nicht daß Du doch noch als einer der größten Glasbändiger in die (b)analen der Geschichte eingehst! :biggrin:

Mann o´mann, übernächste Woche und vor Weihnachten, das dacht ich bei mir auch letztes Jahr... :pfeif:

Und noch vielen Dank für dein vorweihnachtliches Grafikgeschenk - ich habs allerdings schon ausgepackt :blush:

Du gibts aber auch dem Asti kaum eine Chance - findest Du das nicht irgendwie unfair? :respekt:


bloß nicht hudeln beim Zusammenbau!!!
Ulrich

:knuddel:

 
Zitat von UlrichK:
Du gibts aber auch dem Asti kaum eine Chance - findest Du das nicht irgendwie unfair? :respekt:
servus!

naja - ich wollte mit dem beispiel nur zeigen, dass die bildfeldkrümmung nicht das alleinige übel ist, und dass man das mit einem einfachen korrektor sehr wohl handhaben kann. was so ein korrektor nicht kann, ist auch klar - er kann keine fehler des objektivs im bereich der sphärischen aberration und des farbfehlers beheben (er ist, wie gesagt, aus N-BK7). der korrektor in der form würde wohl auch bei f/9 funktionieren, und auch eine variante für den bereich f/8 - f/7 is denkbar. man muss nur relativ knapp vor den fokus, um den farbefehler des korrektors zu bändigen. nachdem er de-facto afokal ist (d.h. die brennweite des objektivs bleibt gleich), kann man hier mit glastyp - variationen auch nix gewinnen.

schwieriger wirds bei shapley-linsen, die viel genauer auf das jeweilige öffnungsverhältnis abgestimmt werden müssen...
lg
wolfi
 
servus!

ich glaube wir haben jetzt hier gezeigt, daß für einen unobstruierten Refraktor(käufer) diese Diagramme für die Vorauswahl beim Kauf von großem Nutzen sein können, so sie denn auch zur Verdeutlichung und Garantie der Mindestqualität bei der Auslieferung auch diese vorab zeigen (was hier nicht berücksichtigt wurde).
Wenn dann noch Hinweise zur Justage und dem Temperaturverhalten zusammen mit der zu erwartenden Auskühlzeit (vorzugsweise im Vergleich zu anderen Designs) vorhanden sind, dann kann dem nicht technisch interessierten Käufer eigentlich egal sein, mit was für Glassorten diese Leistung erreicht wird - vor Allem wenn noch verbindliche mindest MTF-Kurven und womöglich ein Testprotokoll beiliegen.

Nur hat das seinen Preis, aber viele sicher zufriedene Kunden werden diesen Aufwand auch sicher honorieren, wenn Sie und Andere dementsprechend aufgeklärt wurden.


Die richtige Wahl wünschend,
Ulrich

P.S.:
Nur ob eben das ein Scenario für Massenhersteller ist??? :gutefrage:
 
hallo!

die mindestqualität kann der designer nicht garantieren. er kann aber ein design verwenden, das in der fertigung freundlich ist. in der regel heisst das, dass er auf toleranzkritische komponenten (z. B. extreme krümmungen, enge luftspalte etc.) verzichten sollte, wenn das geht.

ein sehr netter tipp ist auch in der klassischen literatur (warren smith) gegeben - der designer sollte darauf verzichten, elemente mit sehr ähnlichen radien zuverwenden - also z. B. bikonvexlinsen mit geringfügig unterschiedlichen radien, weil das bei der assemblierung immer zu falscheinbauten führt :)

wer sich für die spotdiagramme interessiert, sollte sie allerdings auch lesen können; die dinger sind aufschlussreicher als z. B. focal shift kurven oder sphärochromatismusdiagramme, weil sie das z. B. das öffnungsverhältnis mitberücksichtigen und aufschluss über das verhalten im feld geben.

mit dem strehl-verhältnis ist es auch so. es ist im designprogramm kein problem, sich den RMS-wavefront error für alle wellenlängen über das bildfeld anzusehen - daraus kann man sich für jeden bildpunkt das strehlverhältnis ausrechnen (wenn man das unbedingt braucht). das so als "zahl" einfach herzunehmen ist eine unzulässige verkürzung ...

lg
wolfi
 
Hi Wolfi!

- Du ahnst es -

jetzt kommt eine der "ganz anderen Fragen"... :)

Zur Verdeutlichung der von uns angeführten Fertigungsproblematik, könntest Du vielleicht eines der von Dir vorgestellten APO-Designs mit einem wilden Fertigungsmangel ausstatten...

Z.B. eine erhöhte Distanz zwischen Doubletthälften von 1/10 mm und eine zusätzliche Verkippung von 1/20 mm.

Ich denke dann wird noch leichter klar, worum es geht.


Hoffnungsvolle Grüße,
Ulrich

P.S.:
Ich könnte mir denken, daß Du bereits im Vorfeld deines Projektes diese Dinge im Hinterkopf hattest.

Wenn ein Designer ein Design zur Fertigung freigibt, muß er leider immer damit rechnen, daß es nach der Fertigung "etwas anders" aussieht und er u.U. lästiger Weise damit konfrontiert wird, obwohl er selbst die Mindestqualität eigentlich nicht wirklich garantieren kann - wer weiß, was z.B. T.M.Back hier und Da erlebt hat... ?)
 
hallo!

das design, das ich vorgestellt habe, habe ich nur zu demonstrationszwecken gewählt - weil es einem bekanntermassen guten design nachempfunden ist, und weil es sehr friedlich mit seinen f/10 ist. ausserdem ist es gefügt, was sehr fertigungsfreundlich ist. ich habe aber andere designs (z. B. mit luftspalt) herumliegen, da kann ich gerne was einbauen. dauert aber ein bisserl, bitte geduld :)

lg
wolfi
 
hallo!
ich habe ein etwas ungnädigeres design gewählt - ein dublett, öffnung 115 mm, f/7.5, mit luftspalt. die gläser sind ein Kurzflint (KZFSN2) und S-FPL53. der optikbastler hat einen käuflichen apo nachempfunden und dabei die randdicken ein wenig dünn gewählt, aber seis drum...

hier die spots des designs

http://members.chello.at/birkfellner/dbl.jpg

die von Dir gewünschte vergrösserung des luftspalts um 1/10 erscheint mir etwas gewagt - aber bitte. die sphärische aberration nimmt halt zu (was aber irgendwie klar ist, oder)?

http://members.chello.at/birkfellner/dbl2.jpg

den keilfehler kann ich nicht so leicht simulieren. ich habe stattdessen die erste linse um 0.025 mm verschoben ...

http://members.chello.at/birkfellner/dbl3.jpg

es zeigt sich erwartungsgemäss achsiale koma...

lg
wolfi
 
Hallo Wolfi!

Vielen Dank für die vielen "Spots"!

Die großen Fertigungsfehler sollten ja in erster Linie nur der einfacheren Verdeutlichung dienen, obwohl mir so eine Gurke mal tatsächlich in die Hände gekommen ist - sie wurde zwar nicht explizit so bezeichnet, aber der Preis lies das erahnen...
schönes Bastelobjekt übrigens!

Der Keilfehler von 1/20 mm, welcher bei einem 100 mm Objektiv wohl knapp 0,03 Grad bedeuten würde, ist m.E. auch der spannendere Fehler, da er in der von dir vereinfachten Form bei nicht justierbaren Fassungen und selbst bei verkitteten Objektiven leicht auftreten kann und in diesen Fällen schwer bis überhaupt nicht nachkorrigierbar ist.

-

An die geneigte Mitleserschaft:

Nun sieht man denk ich schön, daß außer einer konstanten Linsenqualität auch eine konstante Qualität bei der Endmontage und der Justierung notwendig sind, um zumindest auf der Achse Beugungsbegrenzt zu bleiben - völlig unabhängig, von dem potential des optischen Designs (was eigentlich klar sein sollte, aber m.E. meist nur bei Spiegelteleskopen hervorgehoben wird...).

-

Wer jetzt noch meint, ein einfacher Praxis-Vergleich zwischen einem (APO)-Refraktor und einem Spiegelteleskop, oder unter Refraktoren, könne die (praxisrelevante) Leistungsfähigkeit dieser Teleskope sicher bestimmen, der sollte darüber nachdenken, ob er wirklich beim Vergleich garantieren konnte, daß beide Systeme in optimalem Zustand (Herstellungs, wie Justagemäßig - abgesehen von Temperierung und anderen Umwelteinflüssen etc.) waren.

Ein Prüfzertifikat, welches irgend wann mal mit einem Objektiv in einem Labor gemacht wurde, sollte nicht darüber hinwegtäuschen, daß der dort ausgewiesene Wert zwar erreichbar war, aber nicht unbedingt noch nach Jahren, oder im Extremfall nach einem Transport erreicht wird.

-

Vielen Dank für die Unterhaltung und
erfolgreiches Weiterbasteln - Ich bin sehr auf das Erste Licht deiner Glasmassen gespannt und wünsch dir dazu alles Gute und hoffe zumindest auf einen spannenden Bericht von Dir!


Schöne Zeit,
Ulrich


P.S.:
Vielleicht denkt der ein, oder andere auch daran, daß Okulare ein gewisses Eigenleben führen können...
 
Tachchen,

ich weiß nicht, ob es mir alleine so geht - ich verstehe nicht mehr allzu viel, außer:

wer sich für die spotdiagramme interessiert, sollte sie allerdings auch lesen können

Ich fürchte, das kann ich nicht wirklich. Ich habe mir zwar den Laux und den Rutten/Venrooij zugelegt, die beide voller Spotdiagramme sind. Eine wirkliche Erklärung, wie sie zu lesen sind, habe ich allerdings nicht gefunden.


Ich möchte aber nochmal darauf hinweisen, dass ich nicht der Meinung bin, dass die Veröffentlichung der Spotdiagramme der Weißheit letzter Schluß ist. Zum einen sind sie nicht für jeden aussagekräftig. Zum Anderen sagen sie nichts über Fertigungstoleranzen und deren Einhaltung.

Desweiteren geht es doch auch um die tatsächliche Relevanz unter realen Bedingungen. Wenn ich eine Spotgröße von 5my bei 1m Brennweite habe - aber ein Seeing von 3", habe ich in eine Auflösung investiert, die ich tatsächlich überhaupt nicht nutzen kann?

Gruß
Klaus
 
hi!
ich werde heute abend versuchen, das mit den spotdiagrammen genauer zu erläutern ...
lg
wolfi
 
Hi Wolfi,

das wäre wirklich einsame Spitze. Man sollte das aber evtl. nicht in diesem Thread verbuddeln, wo es in ein paar Tagen niemand mehr wiederfindet.
Wenn Du Dir schon die Mühe machst, sollte das wirklich für die Ewigkeit sein. Vielleicht auf Deiner Homepage? Ich kann es auch auf meine stellen, will mich aber nicht mit fremden Federn schmücken...

Gruß
Klaus
 
ächz - homepageupdaten gehört nicht zu meinen stärken ... ich werd was zusammenschreiben ...
lg
wolfi
 
Hallo Wolfi,

Du hast mein Mitgefühl, trotzdem schließe ich mich der Bitte an, dass da jemand (Du) mal in die Bresche springt.
Ich würde diese Diagramme auch gerne besser verstehen.

CS
*entfernt*
 
Hi!

Als Diskussionsversuch möchte ich mal versuchen, meine Sicht einer richtigen Interpretation von Spotdiagrammen darzustellen; das wird vermutlich in mehreren Teilen stattfinden müssen, und es ist nur als Diskussionsbeitrag, nicht als dozierender Exkurs mit absolutem Wahrheitsanspruch zu sehen.

Also - Teil 1:

Die Abbildung durch ein - wie auch immer geartetes - System wird durch die Point-Spread Function (PSF) charakterisiert. Diese mehr oder weniger punktförmige Funktion gibt an, wie ein abzubildender mathematischer Punkt nach dem Durchgang durch das System abgebildet wird. In einem idealen (völlig fehlerfreien) System ist die PSF wieder - ein Punkt. Punkt mal Punkt ergibt wieder einen Punkt.

Ein Bild besteht aus vielen Punkten. Jeder dieser Punkte - vermanscht mit der PSF - ergibt das Abbild in dem System, z. B. dem Fernrohr. In der Fachsprache heisst diese Vermanschgerung (die oben als "Punkt mal Punkt" bezeichnet wurde) übrigens "Faltung" oder "Konvolution".

In Wirklichkeit hat unser System kleine Fehler; die PSF wird also kein Punkt sein, sondern ein kleiner Fleck. Die Faltung des Ausgangsbildes mit diesem Fleck ergibt das reale Bild. Je punktförmiger die PSF - desto höher die Abbildungsqualität. Die PSF muss übrigens nicht im ganzen Bildfeld gleich sein - in Fernrohren wird sie typischerweise immer verwaschener, je weiter man sich von der Zentralachse des Systems wegbewegt.

Optische Analysesysteme beschreiben die PSF natürlich. Im Anhang eine mit OSLO simulierte PSF von dem oben genannten Apo-Doublet mit 115 mm Öffnung und f/7.5.

Link zur Grafik: http://members.chello.at/birkfellner/doubletPSF.jpg

Man sieht die deutliche - scharf ausgeprägte PSF bei 0°, also auf der Achse. Weiter draussen wird die PSF immer flacher, weil der Astigmatismus die Energie der Punktförmigen Lichtquelle immer stärker verschmiert (das sind die darüberliegenden "dreidimensionalen" Kurven links. In der Mitte sieht man die Schnittbilder dieser 3D - Kurven. Ganz rechts schliesslich wird gezeigt, auf welche kreisförmige (unten) oder quadratische (oben) Fläche die eingefallene Energie der punktförmigen Quelle verschmiert wird. Es sind drei Kurven - die hellgrüne zeigt die Energieverteilung auf der Achse (wo die Energie scharf gebündelt wird), die türkise zeigts bei 0.7°, und die blaue bei 1°.

Sorry für das grosse Bild, aber man kann sonst nix lesen...

Nächster Teil - was hat die PSF mit dem Spotdiagramm zu tun...
 
Teil 2: Wie "sieht" man die PSF im Bild?

Sterne sind punktförmige Objekte im Unendlichen. Das heisst, dass eine gewisse Energiemenge vom Stern in Form von parallelen Strahlen auf die Eintrittspupille (das Objektiv) fällt. Im Fokus des Objektivs wäre diese Energie idealerweise wieder auf einem Punkt gebündelt (geht aber nicht, weil die PSF eben kein Punkt ist). Wir wissen ja, dass sphärische und chromatische Aberration zu unterschiedlichen Foki führen, und dass neben der Achse ausserdem noch Koma, Astigmatismus, und Bildfeldkrümmung dazukommen.

Jede Wellenlänge und - noch schlimmer - jeder Strahl trägt also zur Verschmierung der PSF bei, je nachdem, unter welchem Winkel und in welcher Zone des Objektivs er eintritt.

Wir wählen nun eine dieser vielen Fokalflächen, die halt jede für sich für einen Teil der Strahlen "zuständig" ist, und machen einen Schnitt durch die PSF. Dann werden einige der Strahlen zu den äusseren Anteilen der PSF gehören, und und viel werden sich knapp um das Zentrum der PSF kuscheln - wenn die PSF gut, also punktförmig ist. Dieser Schnitt ist das Spotdiagramm, das sein Aussehen natürlich ändert, wenn man die Fokalebene verschiebt, und wenn man weiter von der Achse weggeht. Der Spot ist auch - vergrössert - das, was man als Abbild eines (weissen) Sterns in der jeweiligen Fokallage sieht.

So ist auch das "through Focus" Verhalten der Spotdiagramme verständlich. Bei dem kleinen Apo sind die Spotdiagramme innerhalb des Fokus, im "besten" Fokus (definiert durch minimalen Spotdurchmesser auf der Achse), und ausserhalb des Fokus sichtbar.

Link zur Grafik: http://members.chello.at/birkfellner/doubletSPOT.jpg

Unten ist der Spot auf Achse, in der Mitte bei 0.7°, und am Rand bei 1°. Das entspricht auch dem ausgesprochen beliebten Betrachten intra- und extrafokaler Sternbilder.
Oft wird das auch zur Beurteilung der Farbreinheit des Systems herangezogen, was aber eigentlich ein Blödsinn ist, ausser man legt massiv Wert auf das intra- oder extrafokale Beobachten.

Man sieht, dass der linke mittlere Spot eigentlich sehr gut ist - das System hat ein gekrümmtes Bildfeld, offensichtlich vom Betrachter aus gesehen konvex.

Next: Verschiedene Aberrationen und ihre Auswirkung auf die Spots
 
Teil 3: Chromatische Aberration, Sphärochromatismus etc. pp. und die Spotdiagramme

Jeder dieser Bildfehler führt zu einer Verschmierung der PSF. Schlechte Verarbeitung, die sich meistens als sphärische Aberration äussert, auch.

Eigentlich kann einem ja wurscht sein, wieso die Scherbe nix taugt, oder? Ich kann mir nicht vorstellen, dass sich irgendjemandes Allgemeinbefinden aus nachvollziehbaren Gründen verbessert, weil er zwar nix durch seinen Aschenbecher sieht, aber weiss, dass die einzig und allein auf die unzureichende Korrektur der sphärischen Aberration zurückzuführen ist, wohingen die Farbkorrektur des Systems hervorragend ist.

Wann ist ein Gerät also gut?

Die Antwort ist - wenn der Spot über ein weites Feld in einer Fokalebene sehr klein ist. Dann hat man ein scharfes Bidl über ein weites Feld.

Wann ist der Spot klein genug?

Dafür gibt es mehrere Kriterien; eines war die mittlere Korngrösse, als man noch auf Film fotografiert hat - 25 mikron. Das physikalische Kriterium ist aber die Beugungsgrenze, die durch wellenoptische Phänomene gegeben ist. Eine Definition ist die Airy - Disk. Ihr Durchmesser ist gegeben als

D=2.44*Wellenlänge*Öffnungsverhältnis

Man sieht zwei Dinge - die Airy-disk wird immer kleiner, je kürzer die Wellenlänge und - vor allem - ja grösser das Öffnunfsverhältnis ist, und - sie ist von der Öffnung unabhängig.

Diese Scheibe wird in Spotdiagramme mit eingezeichnet. Ein Gerät, das über ein gewisses Bildfeld Spots kleiner als die Airydisk fabriziert, ist "beugungsbegrenzt".

Es gibt Leute, die sagen, dass das ein willkürliches Kriterium ist, dass man sehr wohl sehr gute Geräte von "gerade noch" beugungsbegrenzten unterscheiden könne...

Ich habe noch kein physikalisch überzeugendes Argument gesehen, warum dem so sein sollte. Ich bin übrigens Physiker. Das soll nix heissen - ich mach genug Blödsinn - aber ich wäre für ein solches Argument offen.

Wo bleibt das Strehl-Verhältnis in der Betrachtung?

Das Strehl - Verhältnis ist eine unzulässige Verkürzung zur Charakterisierung einer Optik. Es ist richtig, dass ein niedriger Strehl mit einer guten Optik unvereinbar ist. Nur - das Strehl-Verhältnis als Zahl bezieht sicht auf einen Punkt (üblicherweise paraxial). Deswegen kann ein Newton (der übrigens paraxial das absolut beste Spotdiagramm liefert) Strehl 0.999 haben - sobald man sich von der Mitte wegbewegt, ist er bekanntermassen nicht so super. Man kann sich auch für jeden Bildpunkt das Strehlverhältnis S ausrechnen, und zwar wenn man das Verhalten des Root-Mean Square Error der Wellenfront (RMS Wavefront, hier sigma genannt) für das Bildfeld für alle Wellenlängen anschaut - die Formel ist

S= e^(-2*pi/lambda*sigma)^2))

Interessiert aber keinen. Ähnlich problematisch ist das bestimmen von Strehls in verschiedenen Wellenlängen. Üblicherweise geschieht das im optimalen Fokus für jede Wellenlänge - man beobachtet aber nicht im besten Fokus für jede Wellenlänge ...

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