ION Milled Optic

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MichiP

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Hallo zusammen,

in letzter Zeit stoße ich, vor allem bei größeren RCs, immer wieder auf den Zusatz "ION Milled optics" Weiß jemand von euch was da genau mit der Optik gemacht wird bzw. ist das wirklich um so viel besser als bei der herkömmlichen Spiegelbeschichtung? Einige schreiben ja von deutlichem Kontrastgewinn. Mich würde interessieren ob dem wirklich so ist und was genau den Kontrastzuwachs bringt.

Von Herstellern gibt es ja haufenweise ominöse Beschichtungen die bspw. plötzlich 10% mehr Transmission bringen als das Vorgängermodell obwohl das schon 99% Transmission hatte usw.

CS,
Michi
 
Hallo Michi,

Ion Milled Optics bezieht sich nicht die Spiegeleschichtung, sondern auf das Verfahren ihn final mit einem
Ionenstrahl zu polieren und auf seine Form zu bringen (passiert auf molekulare bzw. atomarer Ebene).
Für RCOS macht das z.B. Aries in der Ukraine.

Der hohe Kontrast ergibt sich aus der sehr glatten Oberfläche der Spiegel.

CS Micha
 
Hi Michi,

das ist eigentlich nichts anderes als Sandstrahlen,
nur eben mit Ionen und wird seit mindestens 20
Jahren für viele professionelle Spiegel als letzte
"Feinschliff"-Phase eingesetzt. Da der Ionen-Strahl
extrem genau nachgeführt werden muss, hat es etliche
Jahre und zahlreiche Überarbeitungen der zugehörigen
Verfahrenstechnik gedauert, bis das halbwegs bezahlbar
auch als "Massenherstellung" möglich wurde.
"Besser" heisst hier im Wesentlichen glatter, da das
Glassubstrat in molekularer Größenordnung abgetragen
wird.
Ich habe auch einen derart bearbeiteten Spiegel
(von den Jungs aus Cherson), habe allerdings noch nie
einen Kontrastunterschied zu anderen, ansonsten halbwegs
vergleichbaren Geräten gesehen (geschweige denn
fotografisch erfasst). Womit ich nicht behaupten will,
dass es ihn nicht gibt. Kaufen sollte man sowas nur,
wenn man der Meinung ist, auch das letzte Quentchen
Optimierungspotenzial nicht verpassen zu wollen.
Interessant ist das Verfahren vor allem auch für
Spiegelmaterialien, die "konventionell" schwer (also
mit erhöhtem Risiko von Ungenauigkeiten) zu schleifen sind,
wie z.B. das spröde Sitall oder Zerodur.
Vom Preis-Leistungsverhältnis her wird man auch mit weniger
"sophisticated" Spiegeln glücklich.

Gruß,
Frank
 
Hallo Michi,

Du meinst wohl die Seite von RCOS über Ion Beam Milling

Instead of conventional polishing with laps and grit, ION Milling removes glass on a molecular level. ARIES ION Milled optics have an extremely smooth surface resulting in reduced scatter and the highest contrast possible.

For the HIGHEST QUALITY and most economical ION MILLED OPTICS possible in the 0.37m to 1.00m sizes, RCOS uses notable manufacturer ARIES INSTRUMENTS Co, Kherson, Ukraine. ARIES INSTRUMENTS has supplied RCOS with hundreds of sets of ION Milled Ritchey-Chrétien Optics.

Ion Beam Figuring (IBF) oder Ion Beam Milling ist eine hochmoderne Poliermethode, bei der die optische Oberfläche nicht mit einem konventionellen Polierwerkzeug, sondern mit einem Ionenstrahl abgetragen und in Form gebracht wird. Es handelt sich also nicht um ein Beschichtungs-, sondern um ein Abtragungsverfahren. Gewöhnlich wird IBF als letzter Schritt nach einer konventionellen Politur eingesetzt. Damit können im Prinzip hochpräzise Optiken mit lambda/100 Genauigkeit mit extrem geringer Rauigkeit realisiert werden.

Typischerweise kommt dabei ein Strahl aus positiv geladenen Argon-Ionen aus einer Ionenkanone zum Einsatz. Dieser wird nach einem genau programmierten Raster über das Substrat getastet. Zusätzlich wird dieses für eine gleichmäßige "Beleuchtung" rotiert und geschwenkt, das ganze natürlich unter Hochvakuum. Bei nichtmetallischen Substraten wie Glas muss die Oberfläche noch mit einem zusätzlichen Bombardment mit Elektronen neutralisiert werden.

Im Grunde ist das Verfahren die Realisation eines schon seit langem gehegten Traumes eines jeden Optikers: die berührungslose finale optische Formgebung. Ion Beam Milling oder Etching wird ja schon seit längerem, neben der UV-Lichttechnik, als lithographisches Werkzeug in der Halbleiterindustrie eingesetzt. Die Bearbeitung von optischen Oberflächen ist vergleichsweise neu, wurde aber schon zur Nachbearbeitung der Keck Spiegelsegmente eingesetzt.

Ich glaube durchaus, dass dieses Verfahren erhebliches Potential hat, aber man sollte sich darüber klar sein, dass ein derartiger Aufwand seinen Preis hat. Man kann ja mittlerweile auch dielektische Spiegel mit 99% plus Reflexion herstellen. Im Amateurmarkt gibt's das bislang aber nur für vergleichsweise kleine Zenitspiegel. Ist eben vor allem auch eine Frage der Kosten.

Mit freundlichen Grüßen,
Peter

 
Hallo Frank,

das ist eigentlich nichts anderes als Sandstrahlen,
Uaaargh :erschreck:
Ich habe auch einen derart bearbeiteten Spiegel
(von den Jungs aus Cherson), habe allerdings noch nie
einen Kontrastunterschied zu anderen, ansonsten halbwegs
vergleichbaren Geräten gesehen (geschweige denn
fotografisch erfasst).
Schön mal so eine neutrale Meinung zu lesen! Wobei, mit einen Top-Spiegel kann man sich auch enstpannt zurücklehnen ;)

Hier ein Zitat von Zeiss, es nützt den meisten von uns zwar nichts, denn unter einem Meter Öffnung ist kaum Spiel für Toleranzen in der Fertigung. Aber wenn das Seeing nicht gerade Paranal-Qualität hat, dann wird doch einiges an Fehlern auch bei kleineren Öffnungen verdeckt.

"Zweitens soll die von einem Stern aufgesammelte Strahlung möglichst scharf auf einem Punkt in der Fokalebene des Fernrohrs konzentriert sein.
Das bedeutet, dass die Qualität der optischen Abbildung möglichst gut sein muss. Diese Bedingung wird allerdings bei erdgebundenen Fernrohren durch den Einfluss der Atmosphäre gemildert. Die Turbulenz der Luft läßt selbst unter besten Beobachtungsbedingungen keinen Stern kleiner erscheinen als eine Fläche mit etwa 0,5 Bogensekunden Durchmesser.
Optische Systeme, die etwa 70% der Strahlungsenergie in einem Bilddurchmesser von 0,3 Bogensekunden abbilden, gelten daher als ausreichend perfekt. Höhere Fertigungsgenauigkeiten bringen keinen praktischen Mehrgewinn."

aus: Zeiss inform. Oberkochen 27, 4-13 (1982), Heft 94


Nebenbei, bist Du in der Lage, das Seeing (FWHM) an Deinem Standort zu bestimmen? Aus den Sterndurchmessern oder so?

Viele Grüße
Kai
 
Hallo zusammen,

danke für eure Erklärungen. Wenn ich es richtig verstanden habe ist zwar schön wenn man so einen Spiegel hat, aber bei den Größen die wir Amateure einsetzten ist es mehr etwas um das Gewissen beruhigen zu können, theoretisch ein Optimum von einem Spiegel zu besitzen.

Das mit der Beschichtung oben war eigentlich als Beispiel gemeint, ob das ganze nur ein Verkaufsargument ist um einen wesentlich höheren Preis zu rechtfertigen. Aber so ein Lamda 100 Spiegel hätte auf jeden Fall was. :)

CS:
Michi
 
Man kann mit Ion Beam genausoviel Richtig und verkehrt machen wie mit herkömmlichen Politurmethoden. Auch ohne Ion Beam kann im Subnanometerbereich poliert werden, siehe Satellitenoptiken.

LZOS hat in Russland die größte Ion Beam Poliermaschine überhaupt , nutzt Sie aber kaum, da der Aufwand diese zu betreiben in keiner Kosten-Nutzungsrelation steht. Laut LZOS kann mit herkömmlicher Methode genausglatt poliert werden wie mit Ion Beam und dank modernster computerunterstützter und interferometerkontrollierter Politur , wird das gleiche Ergebniss erziehlt.

Auch Ion Beam kann rauhe Flächen erzeugen. Wie im herkömmlichen Verfahren hängt es vom Zeitaufwand ab, wie gut die Optik wird. Das heisst Ion Beam zu benutzen ist kein Garant für ne bessere Optik.


Aries wirbt mit 1/50 RMS als Besonderheit mit Ion Beam, bei LOMO ist dies mit standart Methoden Standart Qualität. Ion Beam macht sinn bei besonders schwierigen asphäriscn Flächen.
 
Hallo Michi,
Wenn ich es richtig verstanden habe ist zwar schön wenn man so einen Spiegel hat, aber bei den Größen die wir Amateure einsetzten ist es mehr etwas um das Gewissen beruhigen zu können, theoretisch ein Optimum von einem Spiegel zu besitzen.
Es ist genau andersrum. Je kleiner die Optik, desto besser muss sie sein. Gleiches Seeing vorrausgesetzt.

Und vor der oft beworbenen "Glätte" kommt erst mal die exakte und zonenfreie Parabelform. Ich wette, 90% der Problemspiegel haben irgendein Problem mit letzterem.
Und dann möchte ich gern sehen, was von Lambda/100 (PV, RMS, Wavefront oder Surface was auch immer?) noch übrigbleibt, wenn der Spiegel:
- im Teleskop verbaut ist
- Temperaturschwankungen ausgesetzt ist
- aus Pyrex statt Zerodur ist
- nicht auf den Punkt(!) justiert ist
Da kommt bei einem größeren Spiegel schnell mal Lambda/2 zusammen, PV Wavefront - oder schlimmer noch - RMS Wavefront.

cs Kai
 
Hallo Markus, liebe Mitleser,
…Aries wirbt mit 1/50 RMS als Besonderheit mit Ion Beam, bei LOMO ist dies mit standart Methoden Standart Qualität. Ion Beam macht sinn bei besonders schwierigen asphäriscn Flächen….

nett dass man etwas konkretes zur Rauheit erfährt :applaus:. Mir ist diese Zahlenabgabe weit sympathischer als irgendwelche Hitec- Werbesprüche ohne fassbare Daten.
Einige Anmerkungen zu den 1/50 RMS möchte ich aber anfügen.

1. Sicher ist hier 1/50 RMS lambda Wellenfrontfehler bei 550 nm gemeint oder?

2. So dolle kinderpopoglatt wäre das aber gar nicht. Daraus resultiert nämlich ein Minderungsfaktor t für die Kontrastübertragung von näherungsweise:

t = e^-(2 x pi x 1/50)² = 0,984

(Quelle: z.B. Schroeder, Astronomical Optics)

Aber vermutlich merkt man von 1/50 RMS Wellenfrontfehler nix bis gar nix und die ARIES, LOMO- sowie viele sonstige Optiken sind real noch deutlich glatter als 1/50 RMS Wellenfont.

3. Es würde mich noch interessieren ob bei normaler Politur so etwas wie nennenswerte Mikrorauheit mit 1/50 RMS oder gar mehr (Strukturen mit lateralem Abstand von <1 mm) wahrscheinlich sind. Gröbere Strukturen kann man nämlich auch mit Amateur-Interferometrie quantitativ erfassen.

Gruß Kurt
 
Hallo alle zusammen,

wie Kurt sagt, die Diskussion erhellt auf jeden Fall ein Schlagwort, mit dem man zunächst wenig anfangen kann.

Beste Grüße

Jörg
 
Hallo allerseits,

hier mal ein paar allgemeine und persönliche Bemerkungen zum Thema.

(1) Inwieweit "microroughness" bei optischen Oberflächen eine Rolle spielt, hängt natürlich von der jeweiligen Anwendung ab. Wenn man sich die mittlerweile umfangreiche Literatur dazu ansieht, bekommt man schon den Eindruck, dass dies jedenfalls bei professionellen Optiken eine wichtige Rolle spielt.

Dabei muss man außer der eigentlichen Oberflächenstruktur insbesondere bei Linsen und Fenstern auch noch "subsurface defects", also z.B. beim Schleifen und Polieren entstandene Mikrorisse, aber u.U. auch Streuzentren im Glaskörper, berücksichtigen. Generell spielt natürlich auch die Beschaffenheit der Vergütung eine Rolle.

(2) Von den wenigen frei zugänglichen Papieren zu dem Thema ist vielleicht das folgende von besonderem Interesse. Dabei handelt es sich um die Evaluation der Laserspiegel für LIGO - also dieses Laserinterferometer, mit dem man Gravitationswellen aufspüren möchte:

H. Yamamoto: LIGO I mirror scattering loss by microroughness

Zur allgemeinen Charakterisierung der Lichtstreuung dienen dabei die sog. "Bidirectional Reflectance Distribution Function" oder kurz BRDF(theta), welche die in eine bestimmte Richtung gestreute Energie angibt, und eine von der Ortsfrequenz f = theta/lambda abhängige Größe mit dem Namen "Power Spectral Density" oder kurz PSD(f), zwischen denen die folgende Beziehung besteht:

BRDF(theta) = (4pi/lambda²)² D [PSD(f)]/f

Dabei ist D der sog. Slope-Parameter. Für den RMS-Wert gilt dann

RMS² = int [PSD(f)df]

und der Streuverlust ist

Loss = int [BRDF(theta) theta d(theta) d(phi)] = 2pi D (4pi RMS/lambda)²

wobei sich die Integration auf alle Streuwinkel theta und Ortsfrequenzen f oberhalb eines bestimmten Schwellenwertes erstreckt.

Der integrierte Streuverlust skaliert also mit (RMS/lambda)².

Die PSD(f) Funktion hat gewisse Ähnlichkeiten mit der Modulation Transfer Function MTF(f) und sie lässt sich häufig mit einer einfachen funktionalen Form parametrisieren.

(3) Dass die starke Abhängigkeit von der Wellenlänge dabei wichtig ist, habe ich vor langer Zeit selber mal erfahren müssen. Ich hatte damals beruflich viel mit Optiken für ultraviolette Anwendungen zwischen 100 und 200 nm zu tun. Das sind immerhin Wellenlängen, die nur noch 1/4 von sichtbarem Licht kurz sind. Dabei kam seinerzeit ein ziemlich großer Spiegel von ellipsoider Gestalt zum Einsatz, und der wurde von Perkin-Elmer solange poliert, bis wir einen hinreichend guten Fokus auf der optischen Bank bekamen.

Leider hat sich später dann herausgestellt, dass eine rein visuelle Inspektion vom Fokus, vergeichbar mit einem Sterntest bei astronomischen Spiegeln, sehr irreführend sein kann. Dabei wird nämlich Streulicht, welches sich über große Winkel verteilt, zunächst gar nicht wahrgenommen. Wenn die Optik dann auch noch bei wesentlich kürzeren Wellenlängen eingesetzt wird, kann der Streuverlust ganz beträchtlich werden, und genau das war dann auch der Fall. Wir haben dann später, nachdem das klargeworden war, einen Ersatzspiegel mit wesentlich verbesserter Oberflächenglätte herstellen lassen.

Man sollte also die Bedeutung von glatten Oberflächen nicht unterschätzen.

Mit freundlichen Grüßen,
Peter








 
Hallo Micha,

...Der hohe Kontrast ergibt sich aus der sehr glatten Oberfläche der Spiegel.

das reicht so nicht. Die

Kontrastübertragung = Verhältnis Bildkontrast/ Objekontrast

wird mit der Kontastübertragungsfunktion beschrieben. Dabei wirken sich sämtliche opt. Fehler kontrastmindernd aus und nicht nur die Rauheit der Oberfläche. Wenn also eine mit RMS = 1/50 lambda Wellenfrontfehler raue Oberfläche bereits mehr als 98% der theoretisch möglichen Kontrastübertragung erlaubt dann ist mit weiterer Glättung einfach so gut wie nichts mehr an wahrnehmbarer Kontrastverbesserung zu gewinnen. Das einzige Problem steckt eigentlich nur in der gesicherten Quantifizierung und damit in der richtigen Bewertung der Rauheit.

Gruß Kurt
 
Hallo Kurt,

3. Es würde mich noch interessieren ob bei normaler Politur so etwas wie nennenswerte Mikrorauheit mit 1/50 RMS oder gar mehr (Strukturen mit lateralem Abstand von <1 mm) wahrscheinlich sind. Gröbere Strukturen kann man nämlich auch mit Amateur-Interferometrie quantitativ erfassen.
ja genau das frage ich mich auch.
Bzw. was ist mit Putzspuren?
Beim Putzen wird man ja nicht gleich Kratzer mit Breiten im mm Bereich verursachen, die dürften ja eher Breiten im Mikrometer Bereich haben wenn da ein Staubkorn dazwischen ist.

Sowas lässt sich ja mit Amateur Mitteln leider nicht erfassen.
Auch der Foucault oder Lyot – Test kann keine so winzigen lateralen Strukturen darstellen.

Um Missverständnisse zu vermeiden, Höhenunterschiede sind selbstverständlich im Nanometer Bereich darstellbar und lassen sich gerade im Lyot – Test in beindruckender Landschaft darstellen.

Nur müssen die Strukturen in ihrer lateralen Ausdehnung weitaus größer sein damit man diese dort erkennen kann.
Wenn ich zb. einen 300mm Spiegel teste und eine Aufnahme mit sagen wir mal 3000 x 3000 Pixel mache dann kommt auf ein Pixel 0,1mm.
Ist der Kratzer schmäler sehe ich nichts von ihm.

Schon gar nicht wenn man Bildrauschen und Unzulänglichkeiten der Fotooptik mit rein rechnet, denn die reine Pixelauflösung und die reale zb. am Siemensstern erreichbare Auflösung ist nicht das gleiche.

Wenn dann noch Aufnahmen mit sehr bescheidener Auflösung von zb. 400 x 400 Pixeln wie diese ein gewisser Tester der ein eigenes Forum betreibt zb. im Lyot Test als Nachweis der Rauheit eines 300 mm Spiegel zeigt kommt auf ein Pixel eine Breite von 0,75mm.

So lassen sich leider nur Spuren die beim „Putzen“ mit Schleifpapier entstanden nachweisen.

Grüße Gerd
 
Zitat von Kurt:
Kontrastübertragung = Verhältnis Bildkontrast/ Objekontrast
wird mit der Kontastübertragungsfunktion beschrieben. Dabei wirken sich sämtliche opt. Fehler kontrastmindernd aus und nicht nur die Rauheit der Oberfläche.
Hallo Kurt und allerseits,

das stimmt zwar im Prinzip, scheitert aber in der praktischen Umsetzung an wohlbekannten Unzulänglichkeiten. Das betrifft sowohl die theoretische Berechnung, die ja gewöhnlich nur die klassischen Aberrationen, nicht aber die Effekte von Mikrorauheit berücksichtigt, als auch die experimentelle Bestimmung, welche sich gewöhnlich auf eine Bestimmung der relativen Anteile von "encircled energy" im unmittelbaren Umfeld der Airy Scheibe beschränken und dabei den kontrastmindernden Streuanteil über große Winkel gar nicht bemerken und natürlich auch nicht quantifizieren.

Sowas kann man zwar auch messen und auch theoretisch beschreiben, aber genau das wird gewöhnlich eben nicht getan. Stattdessen wird zwar viel über den schlechten Kontrast von SC Systemen geschimpft, und Schuld daran soll vor allem die angebliche Rauheit der Schmidt Platte sein. Aber eine quantifizierbare Evaluation dieser Thematik sucht man meistens vergeblich. Deine Untersuchungen zum Streuverhalten von Spiegeln sind ja eher die Ausnahme von der Regel.

Für die phänomenologische Beschreibung des Streuverhaltens infolge von Mikrorauheit gibt es ja inzwischen einen allgemein akzeptierten Formalismus. Ich hatte darauf ja schon hingewiesen.

Mit freundlichen Grüßen,
Peter

 
Ich glaube das P.t.v. und RMS nicht alles aussagen. Ich habe hierzu ein Paradebsp.

ein 4"F/10 Tak , 2 Linser Luftspalt Fluorite vermessen mit 1/6.7 p.t.v. und 96.7 % strehl sowie ein NIKON 100/1200 , 2 Linser Luftspalt mit 1/11 p.t.v. und 99,1 % Strehl

Der Tak hatte die etwas schechtere Farbkorrektur und die schlechteren Werte zeigte am Planeten jedoch den besseren Kontrast.

In der Topologie des NIKON konnte man wunderschön viele kleinste Mikrozonen sehen, die aber kleiner als die Messdaten waren.

Für mich heisst dies aus Meswerten allein kann man nie 100% sicher sein die bessere Optik zu haben.

Übrigens beide Optiken wurden bei Pleiger vermessen, also bei gleicher Prüfstelle.

Im Sterntest zeigte der Nikon auch das gleichmäßigere defokusierte Bild, aber der Tak hatte mehr Biss im Fokus.
 
Hallo Markus,

ein 4"F/10 Tak , 2 Linser Luftspalt Fluorite vermessen mit 1/6.7 p.t.v. und 96.7 % strehl sowie ein NIKON 100/1200 , 2 Linser Luftspalt mit 1/11 p.t.v. und 99,1 % Strehl

ich denke zwischen Strehl 96,7 und Strehl 99,1 wird man kontrastmäßig visuell eher keinen Unterschied bemerken können, nicht mal bei top Seeing.
Die 2,4% Punkte Unterschied sind doch rein akademischer Natur.

Wenn Du Zwischen Beiden Optiken einen Unterschied im Kontrast feststellst liegt das vielleicht an anderen Faktoren und das müssen nicht zwingend „Mikrozonen“ wie Du es nennst sein.

Der Tak hat einen CaF2 Kristall.
Hat der NIKON ein ED Glas?
Wenn ja würde ich das darauf zurückführen, den der CaF2 Kristall ist praktisch frei von Streulicht, das amorphe ED Glas nicht.

Das lässt sich leicht mittels Laser nachweisen, der Laserstrahl ist im Glas gut sichtbar (Streulicht) im CaF2 Kristall siehst Du keinen Laserstrahl.
Hast Du zb. ein Triplet mit mittigem CaF2 ist der Laserstrahl in der Mitte unterbrochen.

In der Topologie des NIKON konnte man wunderschön viele kleinste Mikrozonen sehen, die aber kleiner als die Messdaten waren.

Ich nehme an Du meist die Topologiesimulation die mit einem Zygo Protokoll ausgewiesen wird.
Die beruht meines Wissens auf dem ausgewerteten I-Gramm und ist daher von der Software erfasst, falls für den Strehl keine extra Glättung erfolgt sollten die dort sichtbaren Strukturen auch in den Strehl einfließen.
(FFT Analyse ? )

Soweit ich weiß erfasst ein Zygo vollautomatisch etwa 50000 Messpunkte da sollten auch etwas kleinere Strukturen erfasst werden.
Eine echte Mikrorauheit wird aber nicht erfasst und die ist auch nicht in der dargestellten Topografie sichtbar.

Grüße Gerd
 
Hallo Gerd

NIKON hat bei Ihrem Apo ED Glas aus NIKON Hauseigener Schmelze benutzt und nein es lag nicht am Glasunterschied, du hast an der Topologie die beim Zygo NICHT aus dem Interferogram entsteht, deutlich die Mikrozonen im NIKON gesehen, die jedoch kleiner als die gemessenen Weerte waren aber dennoch einen negativen Impakt hatten.

Und bei absolutem Topseeing kannst du bei nur 100 mm Öffnung und sonst gleicher Optik sehr wohl den Unterschied von 2.4% Strehlpunkte sogar am Planeten sehen
 
Hallo Markus,

du hast an der Topologie die beim Zygo NICHT aus dem Interferogram entsteht, deutlich die Mikrozonen im NIKON gesehen,

da muss ich jetzt mal fragen wie diese Topologie denn entsteht wenn nicht aus dem I-Gramm?
Es ist ja eindeutig eine Computersimulation und keine reale Aufnahme beispielsweise eines Lyot-Testes.

Und dann stellt sich die Frage wenn der Computer schon die Topografie in exakten Zahlen erfasst hat (schließlich ist ein Maßstab für alle Achsen angegeben) jetzt mal völlig unabhängig auf welche Weise dies nun geschah warum sollte man diese Daten dann nicht zur Ermittlung des RMS bzw. Strehls nutzen?

In OpenFringe wird die Topografie jedenfalls aus dem I-Gramm erstellt, auch die für die FFT Analyse welche ebenfalls die von Dir erwähnten „Mikrozonen“ zeigt.

http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=114426

Und bei absolutem Topseeing kannst du bei nur 100 mm Öffnung und sonst gleicher Optik sehr wohl den Unterschied von 2.4% Strehlpunkte sogar am Planeten sehen
Na ja das ist Ansichtssache, eine Obstruktion von rund 7,5% mindert die EER einer perfekten Optik um etwa 2,4 % Punkte.
Ich kann mir nicht vorstellen das 7,5% Obstruktion schon visuell als Kontrastminderrung am Planeten zu merken sind.
Aber ich will da nicht streiten, ist sicher auch ne sehr individuelle Sache genau wie bei der Farbe.

Apropo Farbe auch das kann wenn wir schon um so kleine Strehlunterschiede eines Refraktors feilschen eine Rolle spielen.
Sind ja schließlich Duplets, wenn auch mit recht langsamen Öffnungsverhältnis und moderater Öffnung.
Der Tak hat möglicherweise einfach mit dem CaF2 die bessere Glas- Kristall Kombination und ist daher farbreiner und somit Kontrastreicher
Auch wenn beide keine wahrnehmbare Farbe zeigen eine geringfügige Kontrastminderrung besteht dennoch wegen des Farbfehlers.

Grüße Gerd
 
Hallo Gerd

bei der Topologie im Zygo wird die Oberfläche gescannt, bei den Methoden die du meinst, werden manuell Punkte entlang der Linien gesetzt.

Der NIKON ist schneeweiss wie ein perfekter 3 Linser, der 2 Linser Fluorite ist gut, kommt aber da lange nicht ran, heisst zeigt noch deutliche Farbfehler wenn auch sehr gering

7 % Obstruktion ist sehr wenig aber 0% im direkten harten AB vergleich bei so kleiner Öffnung und bei perfektem Seeing, gibt es einen hauch sichtbaren Unterschied

vielleicht sollte ich die beiden Protokolle mal scannen, damit auch du siehst das der Unterschied weder von der Farbe noch vom Glas kommt, sondern von den Mikrozonen
 
Hallo Markus,

bei der Topologie im Zygo wird die Oberfläche gescannt,
die Oberfläche?
Ich denke doch das I-Gramm schließlich ist auch ein Zygo ein Interferometer.

bei den Methoden die du meinst, werden manuell Punkte entlang der Linien gesetzt.

Nein nur bei der klassischen Methode werden manuell Punkte gesetzt, bei der FFT Analyse die ich meine werden manuell keine Punkte gesetzt.

Die Software „scannt“ wie Du es nennst das I-Gramm selbstständig.
Wie ich schon schrieb ein Zygo setzt etwa 50000 Punkte automatisch, wie viele OpenFringe setzt weiß ich nicht.
Es wäre manuell wohl auch etwas viel verlangt 50000 Punkte zu setzen.

Der Einfluss der feineren Oberflächenstruktur (RMS 0,007) ist jedenfalls bei dem getesteten TAL Spiegel verschwindend gering.

Der NIKON ist schneeweiss wie ein perfekter 3 Linser, der 2 Linser Fluorite ist gut, kommt aber da lange nicht ran, heisst zeigt noch deutliche Farbfehler wenn auch sehr gering

Ok dann kann es am Farbfehler also nicht liegen das der Tak den besseren Kontrast hat.

vielleicht sollte ich die beiden Protokolle mal scannen, damit auch du siehst das der Unterschied weder von der Farbe noch vom Glas kommt, sondern von den Mikrozonen

Ich glaub Dir schon das der Nikon feinste Zonen zeigt, die Frage ist nur ob diese im Strehl erfasst sind oder nicht.

Prinzipiell sollte das möglich sein denn die Datenbasis ist ja exakt erfasst (gescannt).
Aber es wäre theoretisch möglich das Fehler höherer Ordnung also diese kleinen Zonen nicht in den Strehl einfließen.
Das würde mich aber sehr wundern, OpenFringe berücksichtigt in der FFT Analyse beim Zernike smoothing mindestens Fehler bis 10. Ordnung nach Bedarf auch weit höher.

Außerdem wird dort prinzipiell immer die Topografie so gezeigt wie sie auch in den Strehl einfließt.
Es würde mich doch sehr wundern wenn das beim Zygo anders wäre.

Grüße Gerd
 
Hallo Gerd

ich stelle hier jetzt einfach mal die Ergebnisse beider zur Schau. Meine Erinnerung hat mich jedoch getrügt, der Tak hatte sogar 97.6% Strehl und 1/5.7 p.t.v.
Zu berücksichtigen ist jedoch das beide bei 632,8 nm gemessen wurden.

Dennoch am Sterntest, defokusiert zeigte der NIKON das bessere Bild, im Fokus hatte der tak den besseren Snap in. Der NIKON war deutlich Farbreiner als der Tak, der tak hat jedoch nuanzen mehr Detailschärfe am Planeten gezeigt, bis zum heutigen Tage ist dieses gesehene Erlebniss für mich ein Rätsel geblieben.

Wir man an Rucks Auswertung sieht, hatte der Tak auch Mikrozonen, aber kleiner und der Tak hatte ein leichtesa Kantenproblem

Takahashi FC 100/1000 N

Link zur Grafik: http://bilder.apm-telescopes.de/images/secondhand/941_3.jpg
Link zur Grafik: http://bilder.apm-telescopes.de/images/secondhand/941_4.jpg
Link zur Grafik: http://bilder.apm-telescopes.de/images/secondhand/941_5.jpg


und hier der NIKON 100/1200 ED

Link zur Grafik: http://bilder.apm-telescopes.de/images/secondhand/1142_2.jpg
Link zur Grafik: http://bilder.apm-telescopes.de/images/secondhand/1142_3.jpg
Link zur Grafik: http://bilder.apm-telescopes.de/images/secondhand/1142_4.jpg

Der Nikon hat eine Energy Concentration von 80,13 % auf Spotdurchmesser 7,788 my , der Tak 79,92 % auf Spotdurchmesser 7,030.

Das heisst der Tak hat trotz schlechterer RMS, Strehl und P.t.v. eine bessere Energykonzentration.

Vor ewig langer Zeit hat mir mal ein Zeiss Optiker gesagt das die Energykonzentration aussagekräftiger ist was die Gesamtheit aller Fehler angeht, als der Strehl. Also scheinen Rauigkeitswerte die nicht im RMS Wert erfasst sind, noch einen sichtbaren Einfluss zu haben und darum geht es bei dieser Diskussion.
In der Energykonzentration dagegen sollten alle Werte erhalten sein, weswegen bei Profis auch die Qualitätsangaben deswegen oft in Energykonzentration getätigt werden.
 
Hallo Markus,

Wir man an Rucks Auswertung sieht, hatte der Tak auch Mikrozonen, aber kleiner

ich würde nicht sagen das die Mikrozonen des Tak jetzt unbedingt kleiner sind.
Bitte beachte den deutlichen Unterschied im Maßstab!
Die Höhenwerte des Tak reichen von -42,4nm bis + 66,7nm also 109,1nm gesamt.
Die Höhenwerte des Nikon reichen von -29,8nm bis + 27,2nm also 57nm gesamt.
Die Strukturen des Nikon erscheinen daher in Relation zum Tak fast doppelt so Hoch!

Der Nikon hat eine Energy Concentration von 80,13 % auf Spotdurchmesser 7,788 my , der Tak 79,92 % auf Spotdurchmesser 7,030.

Das heisst der Tak hat trotz schlechterer RMS, Strehl und P.t.v. eine bessere Energykonzentration.

Bitte beachte hier das der Tak f/10 und der Nikon f/12 hat.
Logisch das der Tak hier den kleineren Spot hat, er hat ja auch das kleinere Beugungsscheibchen.
Die Angaben sind übrigens die Radien nicht die Durchmesser.
Im Anhang hab ich mal die Energiekonzentration für eine Ideale Optik mit f/10 und f/12 gegenübergestellt.

Fazit
Ich kann bei den Messprotokollen weder in der Topografie (unbedingt Maßstab beachten) noch in der Energiekonzentration (Öffnungsverhältnis beachten) einen Vorteil für den Tak erkennen
Die plausibelste Erklärung für dessen leicht besseren Kontrast scheint mir weiterhin der CaF2 Kristall.

Vor ewig langer Zeit hat mir mal ein Zeiss Optiker gesagt das die Energykonzentration aussagekräftiger ist was die Gesamtheit aller Fehler angeht, als der Strehl. Also scheinen Rauigkeitswerte die nicht im RMS Wert erfasst sind, noch einen sichtbaren Einfluss zu haben und darum geht es bei dieser Diskussion.
In der Energykonzentration dagegen sollten alle Werte erhalten sein, weswegen bei Profis auch die Qualitätsangaben deswegen oft in Energykonzentration getätigt werden.

Die Energiekonzentration ist natürlich sehr aussagefähig weil eine Kurve mehr sagt als ein einzelner Zahlenwert und im Gegensatz zum Strehl auch die Obstruktion berücksichtigt ist.

Ein RMS der Mikrorauheit kann aber auch im Strehl berücksichtigt werden.
Nur aus einem I-Gramm lässt sich so ein Wert nicht ermitteln und deshalb ist dieser weder im Strehl noch in der Energiekonzentration die aus einem I-Gramm stammt enthalten.

Die kleinsten Mikrozonen des Nikon welche Du meinst haben Abstände (Ring zu Ring) von etwa 2mm, am Rand sind die Abstände wesentlich größer.
Das ist keine Mikrorauheit, sowas ist natürlich mit I-Grammen erfassbar und kann daher sowohl im ausgewiesenen Strehl als auch in der Energiekonzentration Berücksichtigung finden.


Grüße Gerd
 

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Hallo Gerd

danke für deine Auswertung. Das Rätsel bleibt also weiterhin bestehen, warum 2 vermessene Optiken, bei denen eine etwas schlechtere Werte hat, einen kleinen Randfehler, mehr Farbfehler , etwa gleiche Mikrozonen , den besseren Snap in hat.

Warum das CaF2 dafür zuständig sein sollte, entbehrt sich meiner Logig, denn wenn hier ein Vorteil gegenüber hochwertigem NIKON Glas ( welches sehr hochwertig sein muss, sonst könnte kein solch hoher Strehl rauskommen )haben soll.
Hinzu kommt das beim Tak die CaF2 Linse unvergütet ist, derweil der NIKON alle 4 Flächen mit hochwertigen NIKON MC Vergütung belegt ist, also eigentlich noch ein Nachteil des FC.
 
Was ich mich immer wieder bei den theroetisch möglichen Ergebnissen für gerechnete Objektive frage:
Sind diese in der Praxis wirklich genau so wie theoretisch gerechnet ?
Sind die theoretischen Indizes der Glassorten in der Realität genau so, oder weichen diese davon ab.
Ich kann mir nicht vorstellen das das theoretisch machbare in der Realität auch wirklich immer umgesetz wird.
Oder wird das Glas zunächst geschmolzen, danach die Werte Gemessen und anschliessend erst in die Simulationsprogramme eingegeben um damit das Theoretisch machbare zu berechnen ?
 
Hallo Jadran

die guten unterscheiden sich von den Bösen dadurch das die guten die Schmelzwerte extrem messen lassen ( kostet deutlichen Glasaufpreis) , nehmen diese Werte und berechnen die Optik danach neu. Zur Optimierung nach erhalt der neuen Werte werden dann die Luftspaltabstände optimiert und/oder einzelne Radien retuschiert. Dadurch gelingt es den guten die Optiken möglichst gleichwertig zu machen.
Die schlechten nehmen was Sie bekommen und bauen es zusammen, dadurch kannst du bei den schlechten alles an Qualität erhalten,von perfekt bis zu Sauschlecht.
 
Hallo Markus,

danke für deine Auswertung. Das Rätsel bleibt also weiterhin bestehen, warum 2 vermessene Optiken, bei denen eine etwas schlechtere Werte hat, einen kleinen Randfehler, mehr Farbfehler , etwa gleiche Mikrozonen , den besseren Snap in hat.

was wir noch gar nicht angesprochen haben ist die verwendete Vergrößerung.
Hast Du jeweils das gleiche Okular verwendet?
Dann vergrößert der Nikon natürlich 1,2 x so hoch wie der Tak.
Das könnte natürlich auch die Sache erklären, denn der bessere Snap des Tak wie Du es beschreibst klingt mir doch sehr danach.

Warum das CaF2 dafür zuständig sein sollte, entbehrt sich meiner Logig, denn wenn hier ein Vorteil gegenüber hochwertigem NIKON Glas ( welches sehr hochwertig sein muss, sonst könnte kein solch hoher Strehl rauskommen )haben soll.
Hinzu kommt das beim Tak die CaF2 Linse unvergütet ist, derweil der NIKON alle 4 Flächen mit hochwertigen NIKON MC Vergütung belegt ist, also eigentlich noch ein Nachteil des FC.

Ist natürlich auch nur eine Vermutung von mir.
Eventuell hast du ja eine CaF2 Optik zur Hand, mach doch einfach mal den Lasertest.
Ich kann leider nur mit einem Duplet S-NBM51 / S-FPL53 und Chinavergütung zum Vergleich dienen, siehe Anhang.

Es wäre sehr interessant zu wissen wie strakt die Reflexe an der aus und Eintrittsfläche einer unvergüteten CaF2 Linse denn nun wirklich gegenüber einer sehr gut vergüteten Glaslinse sind.

Fakt ist der Laser ist im Glasweg sichtbar im Kristall nicht.

@Jadran

Sind diese in der Praxis wirklich genau so wie theoretisch gerechnet ?

Du siehst hier doch Messergebnisse der Nikon hat bei 632,8nm Strehl 0,992 ganz real gemessen nicht theoretisch im Design.
Sicher im Design hat der mindestens 0,999.
Ist Dier der Unterschied zu hoch ?

Sind die theoretischen Indizes der Glassorten in der Realität genau so, oder weichen diese davon ab.

Nein natürlich gibt es immer einen Tollerranzbereich, einzige Ausnahme, ein CaF2 Kristall entsprechender Reinheit.
Dessen Brechzahlen sind Naturkonstanten und die sind immer gleich.

Ich kann mir nicht vorstellen das das theoretisch machbare in der Realität auch wirklich immer umgesetz wird.

Natürlich nicht, man kann aber wenn man will wie der Nikon zeigt sehr sehr nah an das theoretische Design herankommen.

Oder wird das Glas zunächst geschmolzen, danach die Werte Gemessen und anschliessend erst in die Simulationsprogramme eingegeben um damit das Theoretisch machbare zu berechnen ?
Genauso läuft das in einer Qualitäts- Teleskopschmiede.
Ob das notwendig ist bzw. Sinn macht kommt allerdings sehr darauf an wie angespannt das Design ist.
Für einen f/15 FH zb. muss man den Aufwand nicht betreiben.
Jedenfalls wenn der Glashersteller die zugesicherten Toleranzen der Gläser einhält.

@Peter

Hallo Markus, vergleich mal die MTF Kurven. Da liegt der Tak deutlich über dem Nikon, jedenfalls bei der Wellenlänge, bei der getestet wurde.

Gleiche Falle wie mit der Energiekonzentration.
Bitte bitte beim Vergleich immer daran denken, der Tak hat f/10 und der Nikon f/12
Die in der MTF angegebene Auflösung in Linien / mm errechnet sich aus dem Öffnungsverhältnis!

Auflösung in Linien / mm = 1 / ( N* Lambda)

Der Tak hat 1 / (10*0,0006328) = 158,3 l/mm
Der Nikon hat 1 / 12*(0,0006328) = 131,69 l/mm

Das steht übrigens auch im Messprotokoll unter der jeweiligen MTF Tabelle.
Logischer weise liegt die MTF Kurve einer f/10 Optik bei gleichem Wert in l/mm höher wie die einer f/12 Optik.
Das heißt aber nicht das eine Ideale f/12 Optik eine schlechtere Kontrastübertragung wie eine Ideale f/10 Optik gleicher Öffnung hätte.

Ergo auch die MTF zeigt keinen Vorteil für den Tak.
Wie sollte das auch gehen?
Basis ist nun mal das I-Gramm und da kann ich nur die Infos rausnehmen die auch drin enthalten sind und exakt diese Informationen Stecken auch in der PSF von der die MTF abgeleitet wird und deren Spitzenwert ja der Strehl ist, auch die MTF kann daher die Verhältnisse nicht plötzlich umkehren.
Der mittels Fouriertransformation aus der PSF abgeleitete Kegel für die MTF ist ja ebenfalls im Protokoll zu sehen.

Grüße Gerd
 

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