Hauptspiegel Qualität 1/6 1/8 1/10 Lambda für DSO

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ws_mak12

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Hallo Kai,

Zitat von fraxinus:
Das Bedarf einer Erklärung!
Mir fällt keine Fehler-Konstellation für die restlichen 1-2% ein, die so etwas glaubwürdig erscheinen lassen.
Der einfachste Fall wäre das Wörtchen "sogenannt" näher zu untersuchen ;)

Das ist schnell erklärt: Wenn ich ein Teleskop mittels Sterntest analysiere frage ich schon, ob hier Meßprotokolle vorliegen. In einigen Fällen wurden mir die vorliegenden hochstrehligen Werte genannt. Diese konnten auf den ersten Blick nicht stimmen, da optische Fehler wie Asti, spärische Aberration, Kante, etc. viel zu sehr zu sehen waren.


Zitat von fraxinus:
Zum Schluss:
Werner, wir können gern noch einige Punkte diskutieren, später.
Ich brauch jetzt erstmal etwas Zeit verschiedene Dinge setzen zu lassen.
Zum Beispiel, dass der Foucault-Test eine Empfindlichkeit bis runter zu 1/200 Lambda WF haben kann. Ich habe es soeben ausgetestet.
(Markus, bitte erst das Kleingedruckte lesen was dazu demnächst kommt, bevor Du es als Werbebotschaft missbrauchst :erschreck:)
.

Kein Problem, zeige es uns, wenn dir danach ist. Du weißt aber schon was du da jetzt anstößt?!...


Zitat von fraxinus:
Würdest Du die bisher besprochenen Aspekte rund um die Spiegelqualität für grundsätzlich mess- und erklärbar halten?

Na klar, die Frage ist nur mit welcher Methodik man da rangeht. Mehrere Wege können nach Rom führen.

Zitat von fraxinus:
Akzepierst Du Simulationen wenn sie gut abgesichtert sind?
Oder gibt es für Dich Dinge die nicht modelliert, berechnet und prinzipiell auch gemessen werden können?

Das kommt darauf an, welcher theoretische background diesen Simulationen zugrunde liegt und auf welche Weise fachlich sauber empirisch gearbeitet wird. Mit der Rauhigkeit tue ich mich halt immer noch schwer.

Bespiel: Man stelle sich einen idealen Spiegel mit Strehl 1,0 vor. Jetzt wollen wir mit vielen, vielen Staubpartikeln viele Male über den Spiegel wischen, Autsch! Die grundsätzliche makroskopische Form und Genauigkeit bleibt erhalten. Auch die Medium Scale Rauhigkeit ändert sich dabei nicht. Was mißt du am Interferometer? Wahrscheinlich immer noch 1,0, obwohl doch jetzt sehr viele kleine Riefen den Spiegel in alle Richtungen durchziehen, welche den Konstrast ganz merklich beeinflussen. Ich spreche jetzt schon von vielen Kratzern. Der Spiegel hat jetzt eine Rauhigkeitskomponente erhalten. Am Stern sieht man dies sofort in einer Zunahme an Streulicht. Die Interferenzstreifen dagegen werden sich nicht merklich verändern. Wäre dies signigikant anders könntest du nie einen nicht ideal sauberen Spiegel verlässlich interferometrisch vermessen. Schmutzpartikel, etc. muss man eliminieren, da sie sonst verfälschen. Bei diesem Smoothing fallen auch die kleinen Riefen durch das Raster.

Korrigiere mich bitte, wenn ich falsch liege. Du hast hier viel mehr Erfahrungswerte als ich.

Viele Grüße
Werner
 

Kurt

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Hallo Werner,

...Bespiel: Man stelle sich einen idealen Spiegel mit Strehl 1,0 vor. Jetzt wollen wir mit vielen, vielen Staubpartikeln viele Male über den Spiegel wischen, Autsch! Die grundsätzliche makroskopische Form und Genauigkeit bleibt erhalten. Auch die Medium Scale Rauhigkeit ändert sich dabei nicht. Was mißt du am Interferometer? Wahrscheinlich immer noch 1,0, obwohl doch jetzt sehr viele kleine Riefen den Spiegel in alle Richtungen durchziehen, welche den Konstrast ganz merklich beeinflussen. Ich spreche jetzt schon von vielen Kratzern...


dieser Fall ist mir so krass noch nie untergekommen aber deshalb nicht unwahrscheinlich. Um hier die Minderung der MTF oder Strehlzahl zu ermitteln müsste man den RMS- Wert dieser Art von Rauheit bestimmen. Dazu gibt es professionelle Messverfahren. Bin ganz neugierig darauf was Kai dazu ausgegraben hat.

Man kann sich auch mit Amateurmitteln dem Problem nähern indem man direkt das Streulicht dieser Rauheit misst. Letztendlich ist doch die Wirkung des Streulichts entscheidend und weniger das Aussehen der Spiegeloberfläche. Siehe das Beispiel mit dem verunreinigten Spiegel in

http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=61210

dort ab Bild 14,
sowie den Beitrag von Alois in

http://www.astrotreff.de/topic.asp?...=11979&whichpage=2&SearchTerms=Phasenkontrast

Gruß Kurt
 

Kurt

Aktives Mitglied
Hallo Werner,

...Bespiel: Man stelle sich einen idealen Spiegel mit Strehl 1,0 vor. Jetzt wollen wir mit vielen, vielen Staubpartikeln viele Male über den Spiegel wischen, Autsch! Die grundsätzliche makroskopische Form und Genauigkeit bleibt erhalten. Auch die Medium Scale Rauhigkeit ändert sich dabei nicht. Was mißt du am Interferometer? Wahrscheinlich immer noch 1,0, obwohl doch jetzt sehr viele kleine Riefen den Spiegel in alle Richtungen durchziehen, welche den Konstrast ganz merklich beeinflussen. Ich spreche jetzt schon von vielen Kratzern...
noch ein ganz anderer Lösungsvorschlag:

Spiegel ablaugen. Das kann auch jeder Laie selber machen. Falls danach keine Kratzer sichtbar sind zum Neuverspiegeln geben. Anderfalls von versiertem Amateur nachpolieren lassen oder vertickern.

Gruß Kurt





 

Kurt

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Hallo Werner,

OK, ich dacht das bezieht sich auf ein mögliches Angebot zum Kaufeines Zmbuto Spiegels. Da gab es nämlch z Tt. des Kaufs nicht passendes (dh. 12" f/4) was sofort lieferbar und dazu noch preisgünstigerwar als Zambuto.

sorry, da hab ich mich gleich mehrfach verschrieben. Es sollte heißen:

OK, ich dachte das bezieht sich auf ein mögliches Angebot zum Kauf eines Zambuto- Spiegels. Da gab es nämlch z. Tt. des Kaufs nichts passendes (dh. 12" f/4) was sofort lieferbar und dazu noch preisgünstiger war als von Orion UK.


Gruß Kurt
 
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ws_mak12

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Hallo Kurt,

ja, ich bin auch gleichermaßen neugierig, was Kai hierzu meint. Er scheint ja einen sehr interessanten Aspekt herausgefunden zu haben.

Unabhängig davon: Mir ist schon klar, dass es Mittel und Wege gibt, diese Rauhigkeit zu beseitigen. Das habe ich aber mit meinem Beispiel gar nicht sagen wollen, da ich ja absichtlich die beschriebene, signifikant vorhandene Rauhigkeitskomponente erzeuge. Ich wollte hier ganz bewußt auf vorhandene Grenzen bestimmter Meßverfahren hinweisen. Und wenn ich deine Antworten richtig verstehe, liege ich da nicht so verkehrt. Am Interferometer, dem Hilfsmittel, mit dem man quantitativ messen und bestimmen kann ist das so nicht möglich oder sagen wir zumindest höchst unsicher.

Es müssen also andere Techniken ran --> Lichtspalt, Sterntest, etc. In meinen Augen müßte aber empirisch die quantitative Erhebung von Daten, d.h. die Zuordnung eindeutiger RMS Werte theoretisch klarer abgesichert werden, als dies aktuell offenbar der Fall ist. Wir werden vielleicht noch an Kais Beispielen sehen, ob und wie dies gesichert gelingen könnte. In meinem Beispiel ist der Fehler nicht zu vernachlässigen, ich könnte ihn am Stern ja auch klar erkennen und er würde höchst wahrscheinlich bei mehreren Strehlpunkten VOR dem Komma landen.

Mit dem Sterntest als Amateurmittel sehe ich bei meinem Beispiel sofort, was da Sache ist. Klar, einen eindeutigen Wert kann ich allerdings dabei nicht zuordnen.

Viele Grüße
Werner
 
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P_E_T_E_R

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Hallo Werner, zum Thema 'Rauhigkei' von Optiken kann ich aus meiner Erfahrung etwas beitragen. Diese Geschichte hat zwar nicht direkt mit astronomischer Optik zu tun, wohl aber mit der der hier diskutierten Qualität der Politur und der damit zusammenhängenden Frage, inwieweit Rauhigkeit eine Rolle spielt und wie sich das messtechnisch offenbart oder auch nicht.

Vor längerer Zeit brauchten wir für ein physikalisches Projekt in USA einen 24 Zoll großen Spiegel mit starker elliptischer Krümmung zum Fokussieren von kurzwelligem UV-Licht bei etwa 200 nm. Im ersten Versuch ist das damals gründlich danebengegangen, obwohl mit Perkin-Elmer und NASA/Goddard die weltbesten Labors zum Polieren und Aluminisieren damit befasst waren. Trotz scheinbar exzellenter psf-Werte auf der optischen Bank bei PE und nahezu perfekter Reflexionswerte bei allen Witness Samples von NASA, zeigte der Spiegel im Einsatz so große Verluste im Lichttransport, dass wir ihn später durch ein neues Exemplar ersetzt haben.

Es zeigte sich nämlich, dass ein erheblicher Teil der UV-Strahlung gar nicht im Fokus ankam, sondern diffus gestreut wurde. Bei der Inspektion am künstlichen Stern ist dieser nahezu isotrope Untergrund jedoch gar nicht sichtbar, zumal die Streulichtkomponente eine starke Abhängigkeit von der Wellenlänge aufweist. Eine Politur, die im sichtbaren Licht noch passable Ergebnisse liefert, kann im tiefen UV wie im geschilderten Fall völlig versagen.

Zur Entschuldigung von Perkin-Elmer, wo wenig später bekanntlich auch der Hubble-Spiegel verbockt wurde, sei noch betont, dass wir die Politur zunächst in unserer eigenen Universitätswerkstatt versucht hatten und PE erst um Hilfe ersucht hatten, nachdem wir den Rohling schon ziemlich versaut hatten. Da es sich beim Substrat aber nicht um Glas, sondern um Aluminium mit einer dünnen Nickelschicht handelte, war diese Nachpolitur von vornherein auf ein Minimum eingeschränkt. Aus dieser 'Learning by Doing' Erfahrung ist dann schließlich in einem zweiten Anlauf ein wesentlich besserer Spiegel hervorgegangen.

Wie gesagt, mit astronomischer Amateuroptik hat das zwar nichts direkt zu tun, aber es verdeutlicht die Bedeutung einer guten Politur.

Mit freundlichen Grüßen,
Peter
 

horia

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Hallo Peter,

habt ihr die Rauhigkeit eventuell gemessen/charakterisiert? Ich frage weil bei 200nm sind zum Beispiel 50nm schon Lambda/4. Bei 550nm wäre das aber Lambda/11.

Viele Grüße,
Horia
 
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P_E_T_E_R

Aktives Mitglied
Hallo Horia,

nein, eine direkte Quantifizierung der Rauhigkeit in Nanometern konnte ich damals nicht machen. Das Problem zeigte sich zunächst darin, dass im zweiten Fokus des elliptischen Spiegels nur ein Bruchteil der erwarteten Intensität ankam. Messungen der Reflektivität bei 200 nm als Funktion des Einfallswinkels zeigten dann eine unerwartet starke Winkelabhängigkeit.

Gruß, Peter

 

MLudes

Sponsor Astronomie.de
Hallo Kai

Ich bin mal wieder online, wollte dir nur sagen das ich mich nicht verpisst habe, sondern nach Usa geflogen bin zur Winterstarparty , zuvor aber zu einem Freund nach New York geflogen bin und mit Ihm mit dem Auto die 2400 km runter gefahren bin. Heute morgen im Hotel erstmal WLan habe.

Kurt:mein Angebot war nicht dir einen Zambuto zu verkaufen, sondern dir den Zambuto zum kostenlosen Test zu überlassen, da du ja das Ergebniss von W.R. geschönt und falsch schilderst, mir gegenüber jedenfalls

Bin am 11.02 wieder zurück, bis dahin bin ich eher nur sporadisch online, da ich ab morgen auf dem Camp mit den anderen Zelte und auf dem Camp kaum Internet vorhanden ist

Wünsche allen eine schöne Woche

Clear skies aus Florida
 

Kurt

Aktives Mitglied
Hallo Werner, liebe Mitleser,

mir ist natürlich ebenfalls bewusst dass man mit einfachen Amateurinterferometern nicht den gesamten Bereich der Rauheit erfassen kann. Wenn man aber spezielle Profi-Interferometer zur Hilfe nimmt dann geht das schon. Dein Denkanstoß mit dem extrem verkratztn Superspiegel finde ich jedenfalls recht anschaulich.

Im Folgenden möchte ich die nach meiner Auffassung wichtigstem Ergebnisse aus den Arbeiten zum Thema Rauheit von Alois Ortner und meinen eigenen anreißen:

1. Messung der Wirkung von Rauheit
http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=11979

Das war mein erster Versuch zum Thema. Man findet dort auch einige Formeln und Beispielrechnungen.

Das Interessanteste folgt aber im Verlauf der Diskussion. Da stellt Alois ein Messergebnis zur Mikrorauheit vor, gewonnen mit einem ZYGO Weißlichtinterferometer. Des weiteren findet man von ihm auch Porfi Lyot- Testbilder mit Maßgaben zu Rautiefe.

Sicher scheint mir danach folgendes: Der RMS- Wert derartiger Rauheit liegt mindestens um eine Größenordnung unterhalb im Vergleich zu der von Restfehlern wie sphär. Aberration, Asti etc. Dazu ein Rechenbeispiel:

Man kann RMS-Werte zum Gesamt- RMS-Wert „addieren“ (diese Formel hat neulich auch Harrie Rutten „Telescopia“ vorgestellt) :

RMS(ges) = (RMS1² + RMS3²….)^1/2 [1]

Die zugehörige Strehlzahl S wäre dann
S = e^-( 2*pi*RMS(ges) )² [2]

Die Strehlzahl eines Spiegel ohne Erfassung der Rauheit sei S(o)=0,98

Der zugehörige RMS1 ergibt sich nach Umstellung von [2]
RMS1 = 0,0226

Der nicht erfasste RMS wg. Rauheit sei 0,36 nm ( gemäß dem von Alois gezeigten Zygo Protokoll)

Bezogen auf die Wellenlänge 550 wäre dann RMS2 = 2*0,36nm/550nm = 0,00131.

Wer sich etwas mit dieser Art von Rechnung auskennt würde jetzt sagen: Danke, das reicht!

Der Vollständigkeit halber aber weiter im Text:

Nach [1] wäre RMS(ges) =(0,02262²+0,00131²)^1/2 = 0,02266

Nach [2] wird sie strehlzahl bei Einschlhuss aller Rauheit von S=0,9800 auf 0,9799 sinken.

Hier musste ich wider meine Gewohnheit die Strehlzahl mit 4 Dezimalen angeben um die Geringfügigkeit des Fehlers wg. Nichterfassung der Mikrorauheit zu demonstrieren.

Selbst wenn man annimmt obige Rauheit sei erheblich größer würde das die Strehlzahl und Kontrastübertragung nicht merklich drücken.

Jetzt noch ein Bezug zum Beitrag von P-E-T-E-R.

Würde man mit derartige Flächen aber im UV- Bereich abbilden wollen dann würde deise Rauheit schon ganz erheblich stören. Wenn ich mich recht erinnere steigt der Streulichtanteil annähernd mit der 2. Potenz der Frequenz des Lichtes. Nimmt man die von Peter genannte Wellenlänge für UV 200 nm und die mittlere für sichtbares Licht 550 nm dann würde obige Rauheit im UV- Bereich drastisch mehr Streulicht verursachen und zwar um Faktor

(550/200)^2 = 7,5 mehr.

Dann mussman auch noch den Unterschied in der poliefrähigkeit der Materiakienin rechnung stellen hier Pyrex, Zerodur und aucg Quarzglas, welche lle relativ glatt zu polieren sind Bei dem Spezialspiegel lt. Peter it es blankes Metall. Da funktioniert es wohn nicht gan zso glatt obwohl es wg der kürzeren Weöllenlänge sehr wünschenswert wäre.


Korrekturen oder Ergänzungen zu obigen Überlegungen und Rechnungen sind herzlich willkommen.

2. Rauheit, Kontrast, Kontrastübertragung (Teil 1 und 2)
http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=30583
http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=32994

Die Überschrift heißt vollständig:
Abschätzung des Einflusses optischer Rauheit auf die Kontrastübertragung mit Amateurmitteln unter Einschluß des Phasenkontrastverfahrens.

Im Teil 2 wird auch die praktische Seite des Phasenkontrastverfahrens, auch Lyot-Test genannt ausführlich an Hand von Beispielen erläutert.

3. Streulichtmessungen mit Hilfe einer Lyotblende
http://www.astrotreff.de/topic.asp?ARCHIVE=true&TOPIC_ID=61210

Bei den untersuchten Teleskopspiegeln konnte man Streulicht wegen Rauheit erst dann nachweisen nachdem die natürlichen Streulichtquelle, nämlich die Begrenzung des Spiegels vollständig ausgeschaltet war. Dabei wurde auch experimentell nachgewiesen dass das Streulicht verursacht durch Obstruktion und Fangspiegelspinnen wesentlich größer ist als das durch Rauheit oder starke Verschmutzung verursachte. Das bestätigt wiederum das Ergebnis aus 1 und 2. Die Rauheit bei unseren Optiken ist vergleichsweise gering im Vergleich zu den übrigen Wellenfrontfehlern.

Gruß Kurt

 
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Dietmar

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Als Mitleser allen Beteiligten ein Dank, sich von stürmischer See wieder in ruhiges "Diskussionswasser" zurückzufinden!
 

fraxinus

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Hallo Kurt,
besten Dank für diese Zusammenstellung!
Bin immer wieder erstaunt, was Du über die Jahre an Theorie und Praxis zusammengestellt hast. Habe es kurz überflogen und werde es später gründliches lesen. Mit entsprechendem Feedback und evtl Ergänzungen welche dem ersten Eindruck nach extrem sparsam ausfallen werden. Gerade der Weg über die MTF's ist genau der welchen Suiter geht, hier mit Zahlen unterlegt und in deutsch. Ein "must-read"! :super:

Kurze Anmerkung zu Peters schönen Beispiel, ja, Übertreibung macht anschaulich :pfeif:
UV-Licht auf Metallspiegeln ist *der* Horror in Potenz.
Und zwar die zweite! Sowohl für die Wellenlänge als auch die Polierqualität (RMS Roughness in nm)
Zeiss erreicht dabei 1nm RMS auf Nickel ---> klick

Übliche Werte für Quarz und Zerodur sind unter 1 Angström = 0.1nm, also 10x weniger, wenn man sich Mühe gibt ---> klick

Da kommt evtl zu Kurts Faktor (550/200)^2 = 7,5 nochmal Faktor 100 dazu!
Kann schon sein, dass 750x mehr Streulicht zu sehen ist.
Gibt sicher schöne Schwarzlicht Effekte :erschreck:

...snip,
Erstmal Abendbrot....
Kai
 

fraxinus

Aktives Mitglied
Hallo Werner,
Bespiel: Man stelle sich einen idealen Spiegel mit Strehl 1,0 vor. Jetzt wollen wir mit vielen, vielen Staubpartikeln viele Male über den Spiegel wischen, Autsch! Die grundsätzliche makroskopische Form und Genauigkeit bleibt erhalten. Auch die Medium Scale Rauhigkeit ändert sich dabei nicht.
Schönes Beispiel, was den Unterschied der verschiedenen Skalen und Defekt-Tiefen zeigt!
Strehl 1,000 - genau wie vorher :augenrubbel:

Kratzer sind sehr schmal (1µm) und tief (1µm oder mehr).
Schmale Defekte streuen weit und umgekehrt!
Das ist eine grundlegende Eigenschaft aller Defekte.
Hintergrund: Flächentopografie und Bild sind sowas ähnliches wie Fourier-Paare.

Das Sreulicht wird entsprechende des verkratzten Flächenanteils, sagen wir 5%, in der Gegend umherfliegen. Ein Teil davon gelangt ins Bild.
Im Prinzip so, als würde man 5% der Spiegelfläche mit weissem Papier auslegen und dann einfach weiterbeobachten. :cool:

Bitte ausprobieren und berichten! Auch wenn es nicht exakt stimmt. Und nur die Papier-Variante!

Ich hoffe Dir ist klar, dass ein 5% verkratzter Spiegel nicht mehr im Bieteforum als "gebraucht" durchgeht :eek:

Verkratzen wie ihn weiter, sagen wir satte 25% !
Gleiches Spiel, Papier drauf und raus in die Nacht.

Spätestens jetzt wird klar, dass eine 100% Verkratzung den Spiegel seiner Spiegeleigenschaft berauben würde. Selbst wenn man die Kratzer neu verspiegeln würde.
Das liegt an der Tiefe der Defekte, die sollte eben Lambda/2 nicht überschreiten. Das wären 250nm oder 90nm RMS als Sinuswellen-Kratzer.
Nochmal ---> klick, weil's so wichtig ist.

Mit anderen Worten, vor Defekten die man sehen kann braucht man keine Angst zu haben. Man sieht sie ja :pfeif:

Es geht im Sinne der Spiegelherstellung immer um Defekte, die die Spiegeleigenschaft nicht zerstören.
Und zwar wörtlich!

Diese Defekte sind verschieden lang aber immer viel flacher als ihre Länge!
Also zB 1µm lang und 2nm hoch. Das ist die "Roughness" in den Fachartikeln. Die inversen Längen werden unter "Spatial frequency" geführt und zusammen mit den Höhen im PSD Diagramm dargestellt.
(Google: Power Spectrum Density mirror hst vtl ...)

Weil die Länge wiederum per Fourier verknüpft sind dreht sich alles um:
Lange Fehler ---> Streulicht nah an der Airy Disk
Kurze Fehler ---> Streulicht weiter weg von der Airy Disk

Typische Größenordnung: ein paar Airydisk-Durchmesser, oder wenige Dutzend. Also nicht wirklich weit weg von einem Stern im Bild, oder einer anderen Quelle. Keinesfalls übers ganzen Bild geschmiert!

Die Höhe bestimmt jeweils die Intensität.

Das ganze hat Kurt sehr schön in den MTF Diagrammen in den Astrotreff-Links aufbereitet.

Und um nochmal die Sorge vor "raumumfasenden" Streulicht zu nehmen habe ich ein Bild angehängt.
Es zeigt einen seitlich von der Sonne(!) beleuchteten Spiegel, auf dem zum Vergleich scharzer Samt und schwarzer Zecihenkarton liegt. Das Foto wurde von oben durch ein Rohr gemacht um die direkte Reflexion auszublenden.

Später mehr, ich muss erst Kurt's Beiträge gründlich lesen um nichts doppelt zu schreiben...

Viele Grüße
Kai
 

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fraxinus

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Hallo Markus,
Ich bin mal wieder online, wollte dir nur sagen das ich mich nicht verpisst habe, sondern nach Usa geflogen bin zur Winterstarparty
Danke für die Rückmeldung :super:
WSP als Hinderungsgrund geht voll i.O., wünsche Euch CS und Subarc-Seeing, bitte berichten!

Vielleicht können die "German ATM" inzwischen etwas (Streu)Licht ins Dunkel bringen. Eh es soweit ist, dass wir hier mit Zahlen argumentieren können, zunächst ein kleiner Vergleich aus dem "normalen" Leben zum Methodik insgesamt:

----------

Jedem ist klar, dass ein falscher Reifendruck zu erhöhtem Bezinverbrauch führen kann.
Jetzt entdeckt ein findiger Tüftler einen supergenauen Druckprüfer, der für irgendeine Spezialanwedung entwickelt wurde (Formel-I oder Radrennsport, vielleicht aus einem Labor?)
Dieses Messgerät zeigt hochpräzise jede Druckabweichung von der Norm an.

Wie groß der Mehrverbrauch an Benzin ist, wenn man knapp neben dem Optimum liegt kann man nicht sagen.
Anderseits kann ein exakter Druck auf keinen Fall schaden.
Soweit alles in Ordnung.

Irgendwann meint der Tüftler, man könne ohne genaue Druckprüfung faktisch nicht mehr fahren und bescheinigt signifikanten Mehrverbrauch.
Manche wollen jetzt eine Formel sehen, wieviel Benzin sinnlos verpulvert wird. Man könne dann selbst entscheiden.
Liter? Milliliter? Gar nur ein halber Tropfen auf 100km?

Leider wäre das nicht so einfach, die Formel wäre prinzipiell machbar und das Messgerät ist wirklich hochpräzise.
Leider ist keine Skala aufgedruckt. :schwitz:
Zweifel werden laut, ob es sich bei der Messung wirklich um den Luftdruck handelt, Viskosität, "innere Wirbelspannung" und andere kuriose Messgrößen sind heisse Kanditaten! ?)

Was aber nichts daran ändert, dass man selbst mit drei Rädern und exaktem Luftdruck besser spart als mit vier Rädern und Luftdruck-Daumenprobe.

Begründung: Reifen-Zählen ist nicht so präzise machbar wie Luftdruckmessen :biggrin:

-------

So, zurück in dieser Welt, der aktuelle Status ist:

- Die Formel für den Benzinverbrauch gibt es.
- Exakte Luftdruckmessung um die Formel zu füttern, die den wirklichen Luftdruck erwartet, das steht noch aus.
- Das Problem "Reifenzählung" haben wir im Griff. Vorführung später.

Viele Grüße
Kai
 
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Kurt

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Hallo Markus,

Kurt:mein Angebot war nicht dir einen Zambuto zu verkaufen, sondern dir den Zambuto zum kostenlosen Test zu überlassen, da du ja das Ergebniss von W.R. geschönt und falsch schilderst, mir gegenüber jedenfalls

ursprüglich war ich tatsächlich neugierig darauf was denn ein Zambuto- Spiegel bei aufwändiger Interferometermessung zeigen würde. Dazu kenne ich nämlich bisher kein einziges Beispiel. Aber nach gründlicher Lesung der Homepage von Zambuto hab ich meine Meinung geändert, denn er hält doch nichts von Interferomertie an seinen Spiegeln. Falls er seine Meinung geändert haben sollte kann er mir gerne einen Spiegel zur kostenlosen Prüfung schicken. Der bleibt dann aber bei mir und zwar kostenlos für mich versteht sich :cool:

Falls so ein Deal zustande kommen sollte würde ich zum Beweis meiner Objektivität des Spiegel versteigern und den Erlös für wohltätige Zwecke spenden.

Gruß Kurt
 
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fraxinus

Aktives Mitglied
Hallo Kurt,
...zum Beweis meiner Objektivität des Spiegel versteigern und den Erlös für wohltätige Zwecke spenden.
Dann bitte einen f/4.5 oder f/4 aussuchen.
Das ist bei der sphärischen Korrektur geschätzte 2x - 3x schwieriger alsf/6. Von dieser Seite kommend würde ich wohlwollend zurück auf f/6 interpolieren.

Dann müssten wir uns um Kennzahlen kümmern.
Suiter sagt, eine Zahl allein kann keinen Spiegel vollständig beschreiben. Trotzdem ist eine besser als keine :pfeif:
Warum der Strehl dennoch die beste aller Zahlen ist, wenn es denn eine Zahl sein soll, dazu sspäter mehr.
Ein aussagekräftiges MTF Chart würde ich deshalb ebenfalls begrüßen.

Viele Grüße
Kai
 
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fraxinus

Aktives Mitglied
Hallo zusammen,
anbei ein kleiner Vergleich zwischen Foucault-Test und Interferometrie.
Wie oben beschrieben, Defekte haben eine Länge und eine Höhe.
Beides ist wichtig!
Also habe ich grob abgeschätzt, welche Defekt-Längen (= inverse spatial frequency) mit normaler Technik auflösbar sind.
Sowohl Igramme als auch Foucault sind mit Canon 450D + 85mm Blende 1.8 aufgenommen. Auflösung: ca 2000x2000 pixel im Original.

Das Objekt:
D=843mm f/3.9 während des Auspolierens mit einem PU Pad.
Das war mein erster Versuch mit Pads überhaupt!
Pits sind lange nicht mehr zu sehen, die CC steht nahe der Parabelform. Danach ging es mit Pech weiter, wobei das Ende noch sehr weit entfernt war... Der Spiegel hat also genug Pech "gesehen".

So schöne Muster hatte ich nie wieder drin!
Deshalb jetzt genau dieses Beispiel, obwohl solche extreme "Glasbläserkunst" nicht die Regel ist.

Das erste Bild zeigt die skalierte Foucault Aufnahme.

Das zweite Bild zeigt im Maßstab 1:10 die Mitte in der Original-Auflösung. Es gibt überall auf dem Spiegel eine Menge zu sehen!

Das sind also 84mm der Mitte, etwas off-axis weil links viel Schatten ist. Das kann man nach Belieben einstellen mit dem Messer.
Links ist der Original-Ausschnitt so wie er aus der Kamara fiel.
Rechts ist der Kontrast zu verstärkt, dass es maximal was zu sehen gibt.
Mit blossen Auge ist da nicht viel auszumachen. Man bräuchte ein kleines Fernrohr um auf über 6m zum Spiegel feinste Details zu sehen.
Die feinsten Schnörkel haben etwa 3mm Ausdehnung.
Das wäre 1/250 bis 1/300 des Durchmessers.

Weiter gehts im nächsten Beitrag, hier ist bei 3 Bildern Schluss...
 

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fraxinus

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weiter gehts...

Leider habe ich von diesem Zustand nur zwei Igramme.
Mehr war nicht nötig um die Grobform einzuschätzen um dann sofort weiter zu polieren.

Aus der Oberflächen-Topografie wurde per openFringe das Foucault Bild simuliert.
Das sieht etwas anders aus als oben.
Aber es geht mir ersteinmal um die feinern Strukturen.
Es ist per Software genullt, so wie gegen einen Planspiegel (dann wären die Strukturen etwas kräftiger) oder wie gegen den Himmel per Messerschneide. Bei perfektem Seeing selbstverständlich ;)

Das zweite Bild zeigt die Mitte.
Links die echte Fotografie von oben.
Rechts der Ausschnitt aus der Simulation
Im Hintergrund der Querschnitt aus der Igramm-Asuwertung.
Die Zahlen beziehen sich auf den Abstand zum Zentrum und sind im echten Bild ebenfalls abgetragen.

Was soll das bedeuten?
Man sieht im Prinzip eine "Loch" von ca 250nm Tiefe (1 Lambda Wavefront!) und 100mm Durchmesser (+/-49)
Auf dem Grund befindet sich ein "Knubbel" mit Ringmuster obendrauf.
An den Seitenwänden(!) hängen zarte Strukturen.

Wie hoch sind diese?
Keine Ahnung!
Auf jeden Fall nicht höher als 1 Lambda Wavefront :pfeif:

Jedenfalls waren die Strukturen nach kurzer Zeit Pech-Behandlung verschwunden. Das Loch in der Mitte ist immer noch drin!

Man sieht eben mit Foucault sowas ähnliches wie Anstiege (= 1.Ableitung) und definitiv nicht die Höhe.
Das ganze noch irgendwie gefiltert.

Die laterale Auflösung der Simulation liegt bei etwa 9mm, also knapp unter 1/100 * Durchmesser.
Mit vielen Igrammen und Mittelung ist evtl noch mehr drin.
an die Auflösung der echten Aufnahme kommt nicht ran, dafür zeiegn die Rillen, dass OpenFringe nichts "vergessen" hat was in der Strehlberechnung fehlen könnte.
Und der liegt hier bei einer scharzen Null :biggrin:

Zusammenfassung:
Laterale Auflösung der Defekte gelingt bis ca 1/300 * D per Foucault.
Begrenzt zunächst durch die Pixelzahl der Kamera und die Aufnahmeoptik. Die 6-8 pix pro Defekt erscheinen mir realistisch.

Mit Interferometer werden Defekte bis knapp 1/100 * D berücksichtigt.

Eine offensichtliche Korrelation zwischen den gemessenen und gefühlten Höhen besteht nicht.

cs Kai
 

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ws_mak12

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Hallo Kai,

du und Kurt habt euch viel Mühe gemacht und eine Menge an Informationen hier hereingestellt. Ich denke man braucht ein wenig Zeit, um alles in Ruhe durchzulesen und entsprechende Schlüsse daraus zu ziehen.

Nach erstem grobem Überfliegen sehe ich folgendes:

Offenbar ist der Faucault Test u. U. nach deiner Ausführung deutlich sensitiver als das Interferometer, zumindest in Teilaspekten der Fehler. Wo Ihr beide zu verschiedenen Ergebnissen kommt, bedarf einer weiteren Erklärung durch euch:

Zitat von kurt:
mir ist natürlich ebenfalls bewusst dass man mit einfachen Amateurinterferometern nicht den gesamten Bereich der Rauheit erfassen kann. Wenn man aber spezielle Profi-Interferometer zur Hilfe nimmt dann geht das schon. Dein Denkanstoß mit dem extrem verkratztn Superspiegel finde ich jedenfalls recht anschaulich.

Unter welchen Umständen kann dies zweifelsfrei bis zu welcher Größenordnung mit welchem Interferometer genau gelingen? Ich konnte mir das von Alois noch nicht abschließend durchlesen. Er ist in dem Astrotreff-Link so auch nicht ganz klar personifiziert auszumachen. Falls dies korrekt ist, warum dann überhaupt Lichtspalt, Lyot, etc. Diese Profimethode würde also zweifelsfrei ALLE Rauhigkeit genau, schön nach RMS und Strehl aufgelistet, wunderbar zeigen, d.h. mein total verkratzter Superspiegel hätte dann folglich keine 1,0 Strehl mehr, da ich laut der Formel von Kurt, die einzelnen Strehl-Werte in Relation gesetzt, einen deutlich geringeren Strehl als 1,0 bekomme.


Zitat von Fraxinus:
Schönes Beispiel, was den Unterschied der verschiedenen Skalen und Defekt-Tiefen zeigt!

Strehl 1,000 - genau wie vorher

Ja, ich hatte ja bereits vermutet, wenn die Riefen durch das Raster fallen würden, weiter 1,0 abzulesen wäre. Dies ist aber nicht das Gleiche wie oben. Das gilt dann also offenbar für die Amateurinterferometer? So interpretiere ich das. Ich bin mir nicht so sicher, ob hier das Papierbeispiel das Gleiche bewirken würde.

Jetzt wird mir nur noch nicht ganz klar, warum denn Hersteller, welche wohl "Profi-Interferometer" verwenden, nicht die gesamte Palette der Fehler darstellen. Einen RMS-Wert der Rauhigkeit habe ich bisher noch nirgends gesehen. Mir ist vollkommen bewußt, das dies unterhalb von 1/50 RMS sehr wahrscheinlich auch keine Rolle mehr spielt, aber rein theoretisch wären auch viel schlechtere Rauhigkeitskoeffizienten denkbar. Ist denn gesichert, dass wirklich alle kommerziellen Hersteller das richtige Polierverfahren verwenden, damit man hier keine Probleme bekommt? Ich glaube Kurt hat auf der Astrotreffseite von 2005, Abb.9 mehrere MTV-Kurven aufgelistet. Bei einer 1/14 RMS Rauigkeit (Hundekuchen, Microrippel) zeigt sich schon ein deutlicher Abfall des Strehls, so lese ich das aus dem Diagramm. Das kann man dann nicht mehr so einfach ignorieren.

Zambuto wäre doch sehr töricht, wenn er das aufwändige und teure Laserverfahren einsetzt, wenn man die Glätte viel einfacher wie jeder Amateur mit der Pechhaut hinbekommen kann. Also ich vermute mal er wird seine Gründe haben, warum er dies so macht.

Viele Grüße
Werner










 
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fraxinus

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Hallo Werner,
danke für Dein Interesse, ich gehe gern auf Deine Fragen ein und stelle demnächst noch eine Skizze und vorbereitete Simulationen rein.
Das braucht alles seine Zeit zum setzen. Ich habe auch viel gelernt dabei!

Offenbar ist der Foucault Test u. U. nach deiner Ausführung deutlich sensitiver als das Interferometer,...
Mal mehr, mal weniger. Der Test zeigt im Prinzip den Anstieg.
Er zeigt selektiv gewisse "Unregelmäßigkeiten" an. Und natürlich sind da auch welche!
Wenn man die alle bis zur Unsichtbarkeit wegpoliert, bekommt man einen Spiegel, der für ein schönes, glattes Foucaultbildchen Modell stehen kann.
Ist ja irgendwie logisch.

Und ich rede da vom genullten Test über Flat oder Kompensationslinse!
Peter Ceravolo hat das früher so gemacht ---> klick und Kurt ebenfalls. Ich selbst habe auch eine Linse ---> hier

Bei der normalen Version sieht man mit geübten Auge ähnliches und muss die Korrektur rechnerisch bestimmen.

Ohne einen zweiten Test auf Asti führt Foucault nicht zwangsläufig zu einem super Spiegel!
Und schon gar nicht zu Strehl 0.99!

Denn das Ziel war ja nicht Strehl maximal (=Höhendifferenz ---> Null) sondern Foucaultbild schattenfrei (=Anstiege ---> Null)

Was ja letztlich das gleiche ist, aber von der Empfindlichkeit von Foucault für lange Fehler begrenzt wird. Und vom Öffnungsverhältnis, und, und,... es ist eben ein Filter.
Dafür sieht Foucault Sachen, für die sich der Strehl nun gar nicht interessiert.

Aber behalte das mal im Hinterkopf!
Unter starken Seeing ist der Strehl nicht mehr das alleinige Kriterium ---> ESO VLT

Aber Achtung: jetzt nicht voreilig schlussfolgern, das Foucault zu maximalem CIR führt!
Dann würde ich sofort meine Linse wieder auspacken:schwitz:

Unter welchen Umständen kann dies zweifelsfrei bis zu welcher Größenordnung mit welchem Interferometer genau gelingen?
Jedenfalls nicht mit einem einzigem, es braucht ein paar mehr. Der Trend geht ja zum Zweit-Interferiometer. Zweit-Teleskop war gestern :biggrin:

Ja, ich hatte ja bereits vermutet, wenn die Riefen durch das Raster fallen würden, weiter 1,0 abzulesen wäre.
Moment! Es waren Kratzer. Und die fallen durch, weil die laterale Auflösung bei normaler Interferometrie im Millimeternereich liegt (1/100 * D), wenn man alle Register zieht! Ansonsten eher im Zentimeterbereich.

Das gilt dann also offenbar für die Amateurinterferometer?
Nein, für alle Typen die aus dem ROC messen. Wie soll man das aus der doppelten Brennweite auch anders lösen? Wie gesagt, immer schön auf die Längenskala achetn, die Höhen interessieren erst danach.

Jetzt wird mir nur noch nicht ganz klar, warum denn Hersteller, welche wohl "Profi-Interferometer" verwenden, nicht die gesamte Palette der Fehler darstellen.
Aber jetzt ist es klar? Siehe ebenda ;)

Einen RMS-Wert der Rauhigkeit habe ich bisher noch nirgends gesehen.
Doch, zB bei Alois dieser kleine Auschnitt. Da werden einfach Stichproben genommen und die stehen für den ganzen Spiegel.
Weil die Formel die gleiche ist!
Das ist wirklich überraschend und keinesfalls selbstverständlich.
Aber es ist so: ---> ausnahmsweise in Deutsch

aber rein theoretisch wären auch viel schlechtere Rauhigkeitskoeffizienten denkbar.
Ja. Dazu morgen mehr.
Das wird sicher eine kleine Überraschung.

Ist denn gesichert, dass wirklich alle kommerziellen Hersteller das richtige Polierverfahren verwenden
Nein, sicher nicht.
Aber Du ziehst das Pferd von hinten auf:
Optik ist ein erster Linie ein genaues Formstück.
Erst dann wird die Flächengüte spezifiziert.
Wenn schon die Form nicht stimmt, braucht man mit Rau-Messungen gar nicht anzufangen. Macht nur einen Haufen Arbeit, jeder Badezimmerspiegel hätte ein Recht darauf. Glatt sind die jedenfalls :schwitz:


Zambuto wäre doch sehr töricht, wenn er das aufwändige und teure Laserverfahren einsetzt...
Du meinst Interferometer?

...wenn man die Glätte viel einfacher wie jeder Amateur mit der Pechhaut hinbekommen kann.
Naja, erkönnte ja zwischendurch immer mal mit Foucault nachschauen. Ich mache das auch um sicherzugehen, dass die Pechhaut keinen Murks fabriziert. Glätte ist ja vorallem eine Eigenschaft des Werkzeugs. Und mein Opa sagte: Gutes Werkzeug lohnt immer! :super:

Schönen Abend!
Kai
 
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fraxinus

Aktives Mitglied
Hallo Werner,
wie versprochen noch zwei kleine Skizzen.
Für weitere Diskussionen würde ich Astrotreff preferieren. Ohne gescheite Bild-Einbindung ist das alles suboptimal.
Siehe Kurts Beiträge aus 2005, alles noch intakt und und immer noch reich bebildert! Acht Jahre sind im Internet eine Ewigkeit...

Aber zum Thema:
Wie auch aus dem gestern verlinkten deutschen PDF "Winkelaufgelöste Lichtstreuung (ARS)" hervorgeht, braucht es immer Länge und Höhe der Defekte um eine sinnvolle Aussage zu machen.

Ein Beispiel:
Stell Dir einen Streuselkuchen vor. Ebene, große Platte mit Streuseln drauf.
Von weitem kann man schon sehen ob sie eben ist, oder krumm weil ausgetrocknet. Mit der Abweichung von der Idealform kann man den Strehl bestimmen.
Ganz breite Streusel kann man vielleicht auch erkennen und in die Berechnung einbeziehen. Eventuell. Je nach Auflösung.

Das wäre Skizze 1.

Jetzt geht es näher ran. Man erkennt die Streusel. Mit richtig viel Auflösung könnte man die Platte auch im ganzen Auswerten.
Ansonsten kann man einzelne Kuchenstücken untersuchen, ob die Streusel einheitlich dick sind. Sind sie starkt unterschiedlich dick, dann sind sie in Messung 1 schon mit drin und es zählt nur noch das Profil abzüglich der Dicke.
So kann man ausschließen, dass die eine Hälfte der Platte streuselfrei ist. Das merkt man.
Diese Messung bringt man als Korrektur an Messung 1 an.
Normalerweise ist dieser Fehler kleiner oder sowieso schon in 1 enthalten.
Das war Skizze 2.

Kurz vor dem Reinbeissen bemerkt man leider einen Schimmelgeruch. Und tatsächlich, es findet sich feiner Pinselschimmel auf den Streuseln. Damit konnte wirklich keiner rechnen! :schwitz:
Wenn der Schimmel unterschiedlich dick ist, wurde er in 2 schon mitgemessen. Oder in 1 - Gott bewahre!

So kann man ausschließen, dass die eine Hälfte der Platte Schimmelfrei ist. Das merkt man.
Diese Messung bringt man als Korrektur an Messung 2 an.
Normalerweise ist dieser Fehler kleiner oder sowieso schon in 2 enthalten.
Das war Skizze 3.

Man kann sich noch ein paar mehr Schichten zusammendenken.
Oft sind es drei oder vier ---> Beispiel HST
Beim HST war ein Fehler in Ebene 1, auch noch ganz oben bei SA!

Die Summe 1+2+3 ist immer unsere Oberfläche.

Achtung:

Die Zacken von Ebene 3 sitzen auf den Buckeln von 2 und den Wellen von 1 und nicht irgendwo im Nirvana!!!

Niemand kann diese Zacken von Weitem sehen.
Das geht nur aus der Nähe. Wenn Foucault und Lyot mit 2000x2000 Pixeln daherkommen, und das ist schon viel, dann reicht es eben nur für Auflösung von 1/300 * D oder bestenfalls 1/1000 * D mit der Aussage: "Da ist irgendwas". Nämlich ein schwarzes und ein weisses Pixel.

Jetzt weisst Du auch warum Kurt und ich und einige andere so begeistert von OpenFringe in Verbindung mit einer Canon G4 (uralt) oder EOS bin. (Nikon soll auch funktionieren, stimmts Kurt?:biggrin:)
Damit ist Ebene 1 und große Teile von 2 mit einem Aufwasch im Kasten.
Ein einzelnes Interferogramm mit Handgesetzten Punkten kommt eben nicht so leicht in Level 2. Aber 5 vergammelte Streifen zeigen manchmal, dass Level 2 nicht mehr relevant ist und nur die noch die Entscheidung über die richtige Entsorgungsart zu treefn ist. Braun- Grün- oder Weissglaskontainer.

Weiter zur unteren Skizze:

Wenn die Messungen (nicht Schätzungen!) aus den Ebenen vorliegen kann man die MTF zeichnen.
Skizze A zeigt eine grüne "normale" MTF mit Strehl 0.80 - 0.90.
Die Flächendifferenz zur idealen, schwarzen MTF ist in etwa die Strehl-Differenz zu 1.000 (Etwas vereinfacht).

Achtung:
Die ideale MTF dieser Öffnung ist lange nicht perfekt!
Sie hat einen cut-off wegen Beugung (Diffraction)

Eine Öffnung ohne Diffraction (blau in B, perfect MTF) hat diesen Fehler nicht. Die doppelt so große Öffnung (2D) hat den halben Fehler von D.
"Diffraction limited" heisst, dass der Beugungsfehler der Optik vor allen anderen zu sehen ist. Oder gerade gleichzeitig.
Und das passiert etwa dann, wenn die Optikfehler nicht größer als der Beugungsfehler der doppelt so großen Optik sind. Alles klar?
Also durchaus ein sehr hartes Kriterium!

Ganz hervorragend sind OpenFringe und der Aberrator um sich über die Wirkung der Fehler auf die MTF ein Gefühl anzueignen.

Skizze B und C zeigen jetzt etwas verschobene MTF's, die beiden den gleichen Strehl haben sollen. Also grob gleiche Fläche Delta S.

Bei B ist es Asti, bei C Ripple und Mikroripple aus Ebene 2 und 3.
Man sieht, dass es bei sehr starken Seeing ungünstig ist, den "Bauch" der MTF ausgerechnet nach links zu schieben.
Weil der lange rechte Teil nach dem Seeing Cut-off sowieso verloren ist.

Sinn macht es, wie bei B den Bauch nach rechts zu schieben.
Jetzt weisst Du auch, warum ich als Deep-Sky Fan keine Angst vor dünnen Spiegel habe, selbst wenn sie sich verbiegen, dann ist tendenziell die MTF dort im Eimer wo wegen Seeing eh nix mehr zu holen ist.

Bei Universalteleskopen unter guten Bedingungen ist es aber egal wohin der "Bauch" geschoben wird. Man hat eben überall einen kleinen Verlusst. Who cares...

So, das war jetzt die Begründung warum es Sinn macht, den Strehl als Bildgüte-Kriterium ernst zu nehmen.
Er ist eben auch mit der MTF verknüpft, ist als integrales Maß sehr robust und sagt viel über den Kontrast aller Details aus - große wie kleine.

Ein Pause haben wir jetzt verdient und Markus wird zum Besorgen der Zygo Protokolle als Beleg der Polierqualität noch einige Zeit brauchen wird. Ich meine so eine Auswertung wie Alois ---> hier in der Mitte der Seite eingestellt hat.
Darauf hatte Kurt auch schon hingewiesen, es umfasst eine Fläche von 0.14mm x 0.10mm. Also durchaus Level 3 oder 4.
Das könnte die 4. und 5.Stelle des Strehlwertes sichern, nachdem gründliche Analysen von Level 1 und 2 die ersten drei Neuen für gültig erklärt haben :biggrin:

Viele Grüße
Kai
 

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fraxinus

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So, um die Fantasie etwas anzuregen ein kleines Foto von einem extremen "Spiegel".
Das ist ein Beugungsgitter in 0.Ordnung.
Sozusagen perfekt flacher Streuselkuchen ohne Streusel, dafür mit meterhohem Pinselschimmel. Perfekt auf eine Haarlänge frisiert :D

Das wäre auch ein Beispiel für einen total zerkratzter Spiegel. Aber alle in eine Richtung und im gleichen Abstand.

Ich find's jetzt nicht sooo kontrastarm im Vergleich mit der Originalaufnahme. Das sind beides 1:1 Ausschnitte! Verkleinerte Volbilder bringes's nicht.

Man sieht visuell schon einen deutlichen Unterschied. Für Mondbeobachtung sollte es gehen. Scharf ist es!

Kurt, ich habe fertig!
Bitte übernehmen Sie den Fall :cool:
Das Kochbuch kennst Du ja ---> hier

Viele Grüße
Kai
 

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ws_mak12

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Hallo Kai,

vielen Dank für deine sehr ausführlichen und auch sehr anschaulichen Erklärungen. :super: Habe bitte Verständnis, dass ich nur Stück für Stück darauf antworten werde und kann. Das ist ein reines Zeitproblem, da ich "nebenher" ja auch noch etwas arbeiten muss. ;) Das kann also noch etwas dauern. Die gesamte Diskussion wird also sicherlich noch etwas dauern. Ich habe zwar auch einen Account bei Astro-Treff, allerdings sollten wir auch aus Fairnisgründen allen anderen Mitlesern gegenüber hier verweilen.

Ich habe mir zwischenzeitlich den Beitrag von Alois durchgelesen. Sehr interessant, was er rausgefunden und publiziert hat. Nun sind mir auch die anderen Methoden/Hilfsmittel (Nomarski Mikroskop, finale Beurteilung dann Weißlichtinterferometer)), welche man verwenden kann etwas geläufiger geworden. Allerdings kann man neben dem Quantifizieren von RMS-Werten aus seinen Ausführungen auch Dinge herauslesen, welche sehr erwähnenswert sind. Er drückt sich hier wie folgt aus:


"...Schwierig ist es den Begriff Strehl richtig zu beschreiben.
Er wird als Wert für die Auflösung ( Rayleigh Kriterium ) verwendet.
Er lässt sich näherungsweise über die Zernike - Koeffizienten aus dem Interferogramm errechnen und dient als Aussage ob der Spiegel genau genug ist oder sogar als Planetenkiller gebraucht werden kann.
Dabei geht es in erster Linie um die Flächengenauigkeit als Über oder Unterkorrektur,
Astigmatismus, Sphärische Aberration und Zonenfehler.
Also nur aus diesen Teilen die breit genug sind so das sie das Interferogramm noch aufzeigen kann.
Solche Abweichungen würde ich noch als Flächenunebenheiten bezeichnen und können nach meinen Verständnis noch nicht als Rauhigkeit bezeichnet werden.
Sie können gerade noch mit der Formel Strehl = e - (exp2*pi*RMS)^2 berechnet werden, für den Bereich Strehl 0,6 bis 1. Darunter ist sie nicht mehr gültig.
Unter Rauhigkeit verstehe ich Unebenheiten die zwar kleine PV Werte haben aber deren Breite so klein ist das sie auf der Fläche nicht nur zwei oder dreimal Platz haben, sondern mehr als huntertfach vorkommen.
Da ein kleiner PV Wert auf einer kleinen Flächenbreite eine stärkere Ablenkung und viel öfter hervorruft als der Selbe auf einer großen Flächenbreite glaube ich das man diese Strehlformel
so nicht mehr verwenden kann.
Diese Ablenkung ist 30 bis 40 mal stärker als der Radius des Beugungsscheibchens und geht weit über die Beugungsring..."


Er möge mir verzeigen, dass ich das hier reinkopiere. Der Vollständigkeit halber der Link:

HIER!

Ich finde das sind sehr interessante Aspekte. Vor allem der Schluss, dass die Rauhigkeit mit bestimmten Strehlformeln so nicht mehr fassbar sind und auch Teile, die breit genug sein müssen, damit sie das Interferometer erfassen können. Der zweite Aspekt der, daß auch sehr kleine Fehler (kleiner PV-Wert), dennoch für Streulichterzeugung verantwortlich (da sehr viele, sehr kleine Defekte vorhanden) sind, nur sind diese viel größer als der Radius des Beugungsscheibchen. Das ist dann wohl das Streulicht, was an seiner Lichtspaltmethode zu sehen ist.

Sehr interessant auch die 3 Bilder zu den 3 unterschiedlichen Rauhigkeitsprofilen abhängig von der Poliergüte!

Doch nun zu 2 Aspekten von dir: Mir ist vollkommen klar, dass in erster Linie die makroskopische Form bei der Optikerstellung wichtig ist. Wenn hier grobe Fehler gemacht werden, kann man es eh vergessen. Jedoch denke ich schon, dass auch die Poliermethode und Güte gleichermaßen wichtig ist. Das muß also Hand in Hand gehen. Man kann wahrscheinlich beide Prozesse ab einem bestimmten Grad bei der Parabolisierung wohl nicht mehr trennen. Aber das weißt du 1000x besser, da ich ja nicht selbst poliere.

In diesem Zusammenhang meinte ich die Lasermethode "laser specification finish" durch Zambuto. Ich meinte hier nicht das Interferometer.

Fortsetzung folgt...

Viele Grüße
Werner
















 
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horia

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Hallo Werner und mitlesende,

Der Strehl-Wert, so wie Herr Dr. Strehl den definiert hat, konzentriert in einer Zahl alle, aber wirklich alle, Fehler einer Optik und zwar per Definition. Die mathematischen Details sind ziemlich kompliziert (es wird mit der Welleneigenschaft des Lichts gearbeitet) und es lohnt sich kaum die zu diskutieren. Der Strehl-Wert hat den Nachteil, dass eine direkte und einigermaßen genaue Messmethode unheimlich kompliziert wäre. Man hat, glücklicherweise, auch auf rein mathematischen Weg fest gestellt, dass der Strehl anhand des RMS-Wertes der Oberflächenfehler, über eine Näherungsformel, ermittelt werden kann. Die Formel hast Du in Alois Ausführung schon kennengelernt. Die Genauigkeit dieser Formel hat nichts mit der Art des Fehlers zu tun (es spielt z. B. absolut keine Rolle, ob der Fehler breite Sphärische Aberration oder ganz dichte Mikrorauigkeit ist). Wie sowohl Kai als auch Alois ausgeführt haben, wird die Formel etwas ungenau wenn der Strehl-Wert ganz schlecht wird. Da aber bei z. B. Strehl = 0,2 sowieso uninteressant ist ob der genauer Wert 0,19 oder 0,21 ist, wird die Formel ohne Vorwarnung auch für ganz schlechte Strehlwerte benutzt.

Nochmal ganz kurz: Der Strehl-Wert wird indirekt aus dem RMS-Wert der Wellenfront-Fehler ermittelt.

Dabei muss der Wellenfront-Fehler nicht in nm sondern in Lambda (die Referenz-Wellenlänge) angegeben sein. Wie groß ist Lambda? Es ist freigestellt und wird sehr oft durch die Wellenlänge der Messaparatur vorgegeben. Auf alle Fälle, ist der Strehl-Wert von der Referenz-Wellenlänge abhängig und die Information "Der Spiegel hat einen Strehl-Wert von 0,85" hat nur dann eine Bedeutung, wenn man dazu sagt "... bei Lambda = 630nm" oder wie viel auch immer.

Das Problem ist damit aber noch nicht gelöst: um den Strehlwert zu ermitteln, muss man den RMS-Wert des Wellenfront-Fehlers messen. Und das ist - obwohl gut machbar - keine einfache Aufgabe. Als goldener Standard hat sich die Interferometrie etabliert, wobei hier sowohl mehrere Arten von Interferometern als auch mehrere Auswertungsmethoden benutzt werden können, jeweils mit Vor- und Nachteile.

Und wo ist die Rauigkeit? Sie ist nichts anderes als ein Wellenfrontfehler und kommt - wenn sie vom Interferometer erfasst werden kann - auch in den RMS-Wert rein. Rein physikalisch/mathematisch gedacht hat die Rauigkeit keine besondere Stellung. Messtechnisch jedoch schon: wenn die Rauigkeit extrem "dicht" ist (hat eine hoche Ortsfrequenz - sie wird dann sehr oft Mikrorauigkeit genannt) wird sie eventuell vom Interferometer nicht mehr erfasst. Eine typische Limitierung kommt von der Auflösung der Kamera.

Ist das Schlimm? Für manche Anwendungen ja, für uns fast immer nein. Zwei Aspekte spielen auf unseren Seite:

A. Für eine normale Politur, hat der Wellenfrontfehler eine fraktale Verteilung: ausgedehnte Fehler haben große Amplitude (z.B. die Grundfehler), konzentrierte Fehler haben kleinere Amplitude (der Hundekuchen - mittlere Rauigkeit - ist normalerweise kleiner und die Mikrorauigkeit ist noch kleiner). Wie die Skalierung verläuft ist selbstverständlich von der Poliertechnik (und Art!) abhängig.

B. Der zweite Aspekt ist etwa mathematisch und hat damit zu tun, dass wenn man zwei verschiedene RMS-Werte a und b kombiniert, man eine quadratische Addition benutzen muss:
Gesamtfehler = Wurzel(a^2 +b^2)

Ein Zahlenbeispiel:
a=0,05*Labmda als Sphärische Aberration und
b=0,01*Lambda als Rauigkeit.

Das ergibt:

Gesamtfehler = Wurzel(0,05^2 + 0,01^2) = Wurzel(0,0025 + 0,0001) = Wruzel(0,0026) = 0,051*Lambda

Wie man sieht, deckt der größere Fehler komplett den kleineren ab, und das obwohl der nur 5-mal grösser ist.

So, für heute reicht.

Viele Grüße,
Horia
 

fraxinus

Aktives Mitglied
Hallo Horia, Werner und Mitleser,

danke für Deine Erläuterungen von Dir, Horia, und volle Zustimmung dazu!
Ein paar Anmerkungen:
Dabei muss der Wellenfront-Fehler nicht in nm sondern in Lambda (die Referenz-Wellenlänge) angegeben sein.
Ja, das ist richtig!
Aus Gründen der Anschaulichkeit habe ich meine Beispiele auf Nanometer auf der Spiegeloberfläche bezogen.
Referenz sind 550nm. Damit sprechen wir vom gleichen :)

Man hat, glücklicherweise, auch auf rein mathematischen Weg fest gestellt, dass der Strehl anhand des RMS-Wertes der Oberflächenfehler, über eine Näherungsformel, ermittelt werden kann.
Für alle Mitleser, die bis hierher gefolgt sind :schwitz:
Wenn Horia von ---> Näherung spricht, dann nicht, dass man bis zum Abwinken an den Ergebnissen rumkritteln kann. Sondern weil er weiss, dass dahinter komplexe Theorie steht.

Wenn man im Bereich oberhalb von Strehl 0.80 davon ausgehen kann, dass diese einfache Formel auf mehrere Nachkommastellen genau ist, wäre es Blödsinn aufwendige ---> Fouriertransformationen und ---> Autokorrelationen zu rechnen.
Was nicht heisst, dass es nicht geht.
Programme wie Openfringe machen genau das um die MTF darzustellen, welche übrigens auch für den Fall von "Gurkenoptik" gilt.

---> algemeines zu MF, OTF
---> Stolpersteine beim Strehl

Dass Markus als Verkäufer seine Kunden nicht mit dem Wort "Näherung" verschrecken kann und die meisten nicht auf Integrale stehen, dafür habe ich volles Verständnis.
Er weiss am ehesten wie der Durchnittskäufer tickt und er würde es sich verbitten, wenn man ihm als Verkäufer die Welt erklärt.

Echte Erfahrungsberichte sind immer sehr willkommen!

Nur wenn jemand knackige Werbebotschaften als unumstößliche Wahrheiten verkaufen will, dann geht der Schuss definitiv nach hinten los. Bei allem Respekt vor Zambuto Spiegeln, die mögen gut, sehr gut oder auch hervorragend sein, vorallem aber käuflich und in meinen Augen nicht zu teuer.

Aber eine Argumentation auf dem Niveau der ---> geometrischen Optik ist völlig Gaga :eek:

Zitat: "Die Geometrische Optik ist ein sehr starke Vereinfachung.....unterhalb 10µm ...treten Beugungseffekte auf, die später behandelt werden."

So, so, unterhalb von Dimensionen von 10µm!

Leute, 10µm sind 10000nm, das sind 100000 Angström!
Mit einer Hunderttausend-fachen Vereinfachung kann man keine Angström-Level Effekte beweisen. Vorallem nicht die simple Botschaft: Glatt = Kontrast :confused:

Ähnliches gilt für die Testverfahren:

Foucault - Theorie u.a. in Malacara "Optical Shop Testing" S. 275
Super Test, teilweise extrem empfindlich, ist in letzter Zeit wiederentdeckt worden, Limitationen und Eigenheiten müssen dringend beachtet werden. Ich werde meine Rasierklinge in jedem Fall behalten :biggrin:

Lyot Test - ebenfalls Malacara S. 305
Kaum Verbreitung aber dafür super-extrem Empfindlich!
Auf was genau? Das weiss keiner. Es gibt keine Theorie dazu!
Völliger Blödsinn damit irgendwas beweisen zu wollen.
Von der lateralen Auflösung völlig abgesehen.

Sterntests - Malacara S. 398
Wenig Verbreitung in der Profi-Test-Praxis
Unterschiedlich empfindlich, teilweise extrem, sehr schwierig zu interpretieren. Ja, ich weiss es gibt Talente :pfeif:
Suiter (S.304) schreibt selbst:
"Don't present the results as a pronouncement from heaven"
Ich werde bei der nächten "Urteilsverkündung" darauf hinweisen. :gutefrage:

Das Streulicht "Problem" wird sicher irgendwann mal gelöst werden. Ich ahne schon, was rauskommt.
Der Grund warum ich gerne und viel mitgeschrieben habe ist eine offene Rechnung mit meinem letzten Spiegel. Da kam etwas Recherche gerade zu diesem Thema gerade recht.
Ich bin jetzt eher beruhigt als verusichert. Trotz (vermutlich) seltsamen Startest und relativ unkonventionellem Foucaultbildchen wird der Kontrast genau da wo er gebraucht wird nicht sichtbar degradiert werden.
Das geht nur, wenn die Kontrast-Übertragung in allen relevanten Ortsfrequenz-Bereichen einen guten Kompromiss bildet.

Also, das war's erstmal für mich. Irgendwann mehr im Astrotreff. Ich setze eine Link hierher und zurück.

Danke für die konstruktive Diskussion an alle! :super:

cs Kai
 
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ws_mak12

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Hallo Kai,

jede Methode hat Vor- und Nachteile und auch Grenzen. Ich denke das geht aus der Diskussion schon hervor.

Zitat von fraxinus:
Das Streulicht "Problem" wird sicher irgendwann mal gelöst werden. Ich ahne schon, was rauskommt.

Wird dann sicher interessant werden, was dann da so rauskommt. ;)

Bezüglich der Sterntestmethode hast du recht. Da gibt es definitiv Talente, welche z.B. auf dem ITT schon Wetten hinsichtlich der Unterscheidung von wenigen Strehlpunkten gewonnen haben. Sollte man erst nicht glauben ist, aber so. Hatte ich schon an anderer Stelle vor ein paar Monaten in einer anderen Diskussion erwähnt.

Wette

Natürlich auch von mir vielen Dank an alle für die interessante und konstruktive Diskussion - welche wahrscheinlich noch etwas weitergehen wird

Viele Grüße
Werner





 
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Kurt

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Hallo Werner, liebe Mitleser,

nach den zusätzlichen Beiträgen von Kai und dem Beitrag von Horia ist vielleicht noch folgendes nicht ganz klar.
...Ich glaube Kurt hat auf der Astrotreffseite von 2005, Abb.9 mehrere MTV-Kurven aufgelistet. Bei einer 1/14 RMS Rauigkeit (Hundekuchen, Microrippel) zeigt sich schon ein deutlicher Abfall des Strehls, so lese ich das aus dem Diagramm. Das kann man dann nicht mehr so einfach ignorieren...

Ich hab diese Grafik hier in den Anhang gestellt. Sie ist in Anlehnung an Suiter, „Star Testing Astronomical Telescopes“ entstanden. Die RMS - Werte sind rein fiktiv. Damit wollte ich zeigen wie sich Art des Fehlers auf die Form der MTF bei als gleich angenommenen RMS ändert, so ähnlich, wie es auch Kai mit seinen Skizzen A, B, und C in seinem Beitrag #984099 - Gestern um 14:13 dargestellt hat. Bei Suizer findet man ja jede Menge RMS –und fehlerabhängige MTF- Kurven mitsamt Interpretation.

Natürlich kann man „1/14 RMS Rauigkeit“ nicht ignorieren. Mir ist das aber bei meinen zahllosen Tests an eigenen oder fremden Spiegeln noch nicht untergekommen.

Selbst auf die Gefahr hin dass ich mich inhaltlich wiederhole: „Hundekuchen“ auch „Dog Bisquits“ genannt sowie Ripple bis herab zu ca. 1 mm Ausdehnung kann man Dank openFringe- FFT mit Amateur- Interferometern RMS- richtig und damit autumatisch strehlrichtg erfassen, mit Profi- Interferometern sowieso und schon seit längerer Zeit. Wenn also Herr Zambuto in seiner Werbung ein Dog- Bisquit haltige Lyotbilder zu Fremdfabrikaten zeigt und dabei auch noch behauptet dieser Fehler sei ausgerechnet in den ebenfalls gezeigten Zygo- Messprotokollen nicht berücksichtigt dann ist das schlicht sachlich falsch. Ich kenne zahlreiche Zygo- Protokoll u. a. auch von Herrn Rucks aus dem Jahre 1997. Da wird mit Auflösungen bis herab ca. 1 mm gearbeitet.

Mir ist auch noch nicht bekannt dass es jemanden gelungen ist einen verkaufsfähigen Parabolspiegel mit S =0,90+ zu produzieren der weder Dog Bisquit noch im Lyotest sichtbare Ripple zeigt, dafür aber jede Menge deutlich kontrastmindernde Mikrorauheit im Bereich << 1 mm. So ganz unmöglich ist das natürlich nicht. Aber um derartigen Optikschrott zu erkennen bräuchte man die Spiegelfläche mit einer Taschenlampe anzustrahlen.

Was z. B. openFringe alles an Fehlern zeigen kann ist ganz verblüffend, wie mein anhängiges Beispiel zeigt.
Noch ein Wort zum Vergleich Foucault- Interferometrie. Ich hab insgesamt 6 Spiegel im Bereich 8 bis 16“ nach Foucault + Dall Nulltest parabolisiert. Davon konnte ich später 5 interferometrisch vermessen und vermessen lassen. Das Ergebnis:

dreimal S=0,95+
einmal S= 0,90 mit Hauptfehler Asti
einmal S< 0,60 ebenfalls mit Hauptfehler Asti.

Die Projekte wie mehrere Kutter-Varianten , Cassis, sowie zwei Schupmann- Mediale hätte ich ohne Interferometer erst gar nicht angefangen. Ich kann mich nicht mehr daran erinnern dass mir dabei Foucault gefehlt hätte.
Jetzt fällt mir nichts Wesentliches mehr ein und ich schließe mich gerne den Worten von Kai an:

„…Also, das war's erstmal für mich. Irgendwann mehr im Astrotreff. Ich setze eine Link hierher und zurück.

Danke für die konstruktive Diskussion an alle!“


Gruß Kurt
 

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Christian_P

Aktives Mitglied
Hallo Leute! Danke für die Ausführlichen Ausführungen zum Thema Rauheit.



Mir hat besonders die Zusammenfassung von Horia gefallen, da hier die Problematik in einem Post auf den Punkt gebracht wird und dies für den Laien nachvollziebar bleibt. :applaus:
http://forum.astronomie.de/phpapps/...254/Re_Hauptspiegel_Qualitat_1_6_1#Post984254
Danke dafür! Für alle anderen Posts brauche ich (braucht man) sehr viel mehr Zeit, um sie zu verstehen, wobei es besser ist von den absoluten Grundlagen anzufangen, wenn man (wie ich) völlig neu in der Materie ist. Sonst fühlt man sich einfach verloren im Thema. Deswegen ist Horias Post so hervorzuheben, weil dieser eben genau das schafft. Viele der hier gezeigten Darstellungen sind nur für den Eingeweihten nachvollziehbar.



Viele Grüße,
Christian
 

Kurt

Aktives Mitglied
Hallo Christian,

...Sonst fühlt man sich einfach verloren im Thema. Deswegen ist Horias Post so hervorzuheben, weil dieser eben genau das schafft. Viele der hier gezeigten Darstellungen sind nur für den Eingeweihten nachvollziehbar.

ich finde das sehr gut dass ein interessierter Laie wie du einmal sagt wo der Schuh drückt. Die meisten trauen sich vermutlich gar nicht. Ggf. werde ich sehr gerne auf Horias´s Beitrag verlinken :cool:

Gruß Kurt
 
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