Korrektorplatte

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particle_gun

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Hallo!

Kann mir jemand erklären (oder einen Link angeben), wie eine Korrektorplatte im SC funktioniert? Wie wird sie hergestellt bzw. wie weiss man wie der Abbildungsfehler korrigiert werden muss?

Vielen Dank im Voraus!

Stefanie Lück
 
Hallo Stefanie,

also einen Link habe ich gerade auch nicht parat, aber ich kann oberflächlich was dazu erklären.
Also wie der Abbildungsfehler korrigiert werden muss, das hat der Erfinder des Schmidt-Cassegrain sich nicht nur ausgedacht, sondern auch errechnet. Man weiß ja, welche Abbildungsfehler der Kugelspiegel des Gerätes hat, und welche Fehler noch entstehen können, wenn ein sphärischer Gegenspiegel die Brennweite verlängert. Ein Optikrechner, und das war bis vor wenigen Jahrzehnten kein "Rechner" sondern ein Mensch, macht dazu eine Strahlverfolgung und berechnet, wie Lichtstrahlen durch das Teleskop laufen und zum Bild werden. Die Kunst des Optikentwurfs ist es dann, zu wissen, welche speziell gekrümmten Optikflächen man wo im Strahlengang einsetzen muss, um bestimmte Fehler zu entfernen und keine neuen Fehler einzuführen.

Die Korrektorplatte eines SCs hat eine recht interessante Herstellung. Die Kurve in ihrer Oberfläche ließe sich normal kaum schleifen. Aber wenn man den Rohling, also die flache Glasplatte, mit einer Vakuum-Anlage ansaugt, verbiegt sie sich, ich glaube in einer Parabel. Dann schleift man eine Kugelform in die Platte. Wenn das Vakuum abgeschaltet wird, springt die Platte zurück in die alte Form und aus der eingeschliffenen Kugelform wird die gewünschte Form der "Schmidt-Platte".
Bei Schmidt-Cassegrains des Massenmarktes sind noch zwei Punkte zu beachten. Zum einen ist der Entwurf eigentlich nur an das Schmidt-Cassegrain angelehnt, der Erfinder hat die Korrektorplatte eigentlich in größerem Abstand vom Hauptspiegel vorgesehen - diese Bauweise war den Herstellern jedoch zu lang und zu schwer, daher haben sie das Teil kürzer gebaut und die Form der Korrektorplatte etwas verändert, um das auszugleichen. Passt aber nicht ganz, die Bildfehler am Rand des Gesichtsfeldes werden so nicht optimal korrigiert.
Die zweite Sache ist, dass die Spiegel und Korrektorplatten von SCs nicht alle so gleich aus der Maschine kommen, wie man das gerne hätte. Deshalb werden Paare gebildet aus Spiegeln und Korrektorplatten, die gut zueinander passen. Das muss wohl letztendlich durch Vermessung auf einer optischen Bank geschehen.

Clear Skies
Sven
 
Hallo!
Soweit ich weiss, werden die Korrektorplatten der billigeren SCs nicht mit der Unterdruckmethode gemacht, sondern die Rohlinge werden einfach auf eine Form gespannt und dann plangeschliffen. Ich kann aber nicht beschwören, ob das nicht nur ein Gerücht ist. Fakt ist, dass man Schmidtplatten auch durch speziell geformte Schleiftools (im Englischen Petals, als Blütenblätter, genannt) erzeugen kann. Die Herstellung von Schmidtkameras ist sehr schön im alten Amateur Telescope Making (Band 3, glaube ich) beschrieben.
lg
birki
 
Hallo Sven,

Einige Bemerkungen zu Deiner Antwort:

Ein Optikrechner, und das war bis vor wenigen Jahrzehnten kein "Rechner" sondern ein Mensch
Der Optikrechner (Optikdesigner ist ja kein deutsches Wort) ist noch immer ein Mensch. Nur die zähe Rechenarbeit wird vom Computer gemacht. Beim Optikdesign ist die menschliche Arbeit beim Optimieren um die vorhandenen Gläser-, Fertigungs- und Montagetoleranzen voll auszunutzen zeitlich gesehen noch immer der grösste Anteil. Um dir ein Beispiel zu geben: Mit einem Optikprogram hat man innerhalb eines Tages ein neuer Design von z.B. ein 6-linsiges Okular, aber man kann nichts damit anfangen weil Radien rauskommen wo keine Werkzeuge für sind oder Toleranzen so kritisch sind oder Glasarten so teuer das es kein Sinn hat so ein System zu fertigen und auf dem Markt zu bringen. Die Optimierung wo alles stimmt ist bei einen 6-linsigen Okular, abhängig von der gewünschen Qualität viele Wochen (je zu 40 Stunden) harte Arbeit!

Aber wenn man den Rohling, also die flache Glasplatte, mit einer Vakuum-Anlage ansaugt, verbiegt sie sich, ich glaube in einer Parabel.

Wenn man diese Herstellungsmethode benutzt ist der Rohling schon eine sehr saubere plan parallelplatte muss die Auflagefläche des Werkzeuges absolut rund sein sonst wird Astigmatismus introduziert.
De Durchbiegung bei dieser Methode ist keine Parabel sondern eine Rotationsfigur einer Kurve 4. Ordnung wobei die Wendepunkte genau auf der Auflage liegen. Die Kurve der durchgebogene Platte ist abhängig von der gewünschen 'Power' der Schmidtplatte. Bei einer Vollschmidtplatte lautet diese Gleichung:
z(h)=Ch^4-5,26CH^2h^2+4,26CH^4
wobei
z = Profieltiefe über den Meridian als funktion wobei wobei 0 = Mitte und H = Rand und h die aktuelle Position auf dem Meridian. C ist eine Material/Druck-konstante.
In dieser Durchgebogenen Form schleift und poliert man eine konkave Sphäre. Diese sollte einen gewissen Radius haben der auch wieder abhängig ist von der Power der Schmidtplatte und Material der Schmidtplatte.
Vieles nicht nennende sollte die Kurve mit bezug auf der anderen (plan)Seite der Schmidtplatte die folgende Funktion haben:
z(h)= g*(3D^2/(32*(n-1)*r^3))*h^2 - (g/4*(n-1)*r^3)*h^4.
Hier ist z(h) die meridian Profielhöhe einer einseitigen Schmidtplatte wobei die Mittendicke der Platte noch addiert werden muss.
D = der Durchmesser der Eintrittspupille des Teleskops (also nicht der Durchmesser der Schmidtplatte),
n = der Brechungsindex des Glasses der optimierten Wellenlänge,
r = der Radius des Primairspiegels (für SC und S),
g = die Powerratio der Schmidtplatte (Schmidt kamera g = 1, SC z.B. 0,52).

Passt aber nicht ganz, die Bildfehler am Rand des Gesichtsfeldes werden so nicht optimal korrigiert
Stimmt leider nicht, diese Bildfehler werden nicht verursacht durch die Form des Schmidtcorrectors, aber ist abhängig von den (design) Parameter der Optik (Siehe Telescope Optics ein sehr ausführliches Kapittel).

Eine spätere Antwort von Wolfgang Birkefllner stimmt. Celestron hat diese Formgebungsmethode und erfunden und auch noch dummerweise Patentiert (das schon längst verlaufen ist).

Gruß,
Harrie
 
Hallo Harrie,

entschuldige bitte, dass ich nur sehr oberflächlich auf den Optikdesigner eingegangen bin. Wie das abläuft, war mir durchaus klar und ich wollte mit meiner Bemerkung nicht die auch heute noch wichtige und harte Arbeit des Optikdesigners schmälern. Vielmehr wollte ich einen Hinweis darauf liefern, wie viel mühseliger das Durchrechnen einer Optik vor der Zeit des für jeden Verfügbaren Computers gewesen ist, und wie viel mehr Anerkennung die Okulardesigns aus der Zeit vor - na "vorsichtig" vor 1980 oder 1970 verdient haben, da der Optikdesigner sie quasi "zu Fuß" rechnete und vielleicht noch etwas mit "gekonntem Probieren" am Musterstück erreichte.

Interessant sind Deine Hinweise zum heutigen SC-Design. Es ist ja vor wenigen Wochen in Interstellarum ein Bericht erschienen, in dem man ein SC in der Feldabbildung verbesserte, einfach durch versetzen der Korrektorplatte nach vorn mit einer Tubus-Verlängerung.

Heißt das also, dass es im Prinzip möglich wäre, den Schmidt-Korrektor auch in diesem kurzen Abstand vor dem Hauptspiegel so anzupassen, dass die Korrektur im Feld verbessert wird? War diese Form womöglich nicht "kostengünstig" herstellbar und ist deshalb nicht verwendet worden? Liegt hier vielleicht das "Geheimnis" der neuen RC-Optiken von Meade?

Clear Skies
Sven
 
Hallo Sven,

Interessant sind Deine Hinweise zum heutigen SC-Design. Es ist ja vor wenigen Wochen in Interstellarum ein Bericht erschienen, in dem man ein SC in der Feldabbildung verbesserte, einfach durch versetzen der Korrektorplatte nach vorn mit einer Tubus-Verlängerung
Stimmt, siehe Kapittel 21.4 in T.O.

Heißt das also, dass es im Prinzip möglich wäre, den Schmidt-Korrektor auch in diesem kurzen Abstand vor dem Hauptspiegel so anzupassen, dass die Korrektur im Feld verbessert wird? War diese Form womöglich nicht "kostengünstig" herstellbar und ist deshalb nicht verwendet worden? Liegt hier vielleicht das "Geheimnis" der neuen RC-Optiken von Meade?
Nein, dazu muss mindestens ein Spiegel asphärisch sein. Steht auch in Kapittel 21.4

Meade hat keine RC-optiken. Meade hätte es ASC (= Advanced Schmidt-Cassegrain <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/smile.gif" alt="" /> oder Aspheric Schmidt Cassegrain <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/wink.gif" alt="" /> nennen sollen als erweiterung auf den Nahmen SC den sie schon führen, denn beide Systeme (das F/8 und F/10) sind normale SC Systeme, haben aber einen asphärischen Sekundarpiegel.
Beim F/8 ist der Sekundarspiegel ist es eine Hyperbel ("link" zum RC..... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/neinnein.gif" alt="" />) und beim F/10 ist es eine Ellipse.
Übrigens ist das F/10 eine Kopie <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/ooo.gif" alt="" /> vom meinen Design im T.O. Tabelle 9.1 (ausser Fertigunstoleranzen und einige sehr, sehr kleinen Anpassungen wegen der Lage der NZ der Schmidtplatte wegen der Herstellungsmethode der Schmidtplatte die Meade benutzt und die Bildebene).

Gruß,

Harrie
 
Hallo Stefanie,

Im Anhang findest Du eine Zeichnung die genau erklärt was die Schmidtplatte tut bei einer Schmidt Camera (aus Telescope Optics).
Bei einem Schmidt-Cassegrain macht sie keine volle Korrektur weil der Sekundarspiegel auch noch ein Teil korrigiert (inherent am System).
Damit kann man dan die Schärfe der Abbildung auf der Achse gut hin bekommen.
Da bei SC die Spiegel (ausser der neuen Systeme von Meade) sphärisch sind können ausserachsialen Bildfehler nur von der Position der Schmidtplatte im System geändert werden. Beim SC wird der Abstand zum Primairspiegel grösser und hat mein kein Kompaktsystem mehr ohne Streben.

Gruß,

Harrie
 
Es ist ja vor wenigen Wochen in Interstellarum ein Bericht erschienen, in dem man ein SC in der Feldabbildung verbesserte, einfach durch versetzen der Korrektorplatte nach vorn mit einer Tubus-Verlängerung.
Hallo!
Ich denke (ohne den Artikel zu kennen), dass diese Verbesserung auf die Annäherung der Korrektorplatte an die Position des Krümmungsradius des Hauptspiegels zurückzuführen ist. Der Grund liegt in der Tatsache, dass Bildfehler wie Koma und Astigmatismus darauf zurückzuführen sind, dass nicht-achsparalelle Strahlen die Optik als asymmetrisch "sehen". Deswegen hat ein Kugelspiegel keine Koma oder Astimatismus, sondern nur eine gewaltige sphärische Aberration, die durch geignete Massnahmen (wie die Schmidtplatte oder eine Blende) in der Position des Krümmungsmittelpunktes behoben wird. Je näher man also dem Krümmungsmittelpunkt rückt, desto besser wird die Korrektur ...
lg
wolfi
 
Hallo Wolfi,

Leider sind deine Gedanken nicht richtig.
Der Grund ist das du vergisst dass der Sekundarspiegel auch zum Teil die Aberrationen des Gesamstsystem korrigiert.

Wenn is ein F/10 SC ist ist die Lage der Korrektionslinse etwa 67% der Brennweite des Primairspiegels.

Gruß,

Harrie
 
hallo!
ist irgendwie auch klar. meine vermutung war nur, dass man eine gewisse verbesserung darauf zurückführen könnte, dass man eine designvorgabe der hersteller (nämlich kurze baulänge) aufgibt und damit das bild verbessert. aber wie gesagt, ich kenn den artikel nicht ...
lg
wolfi
 
Hallo Wolfi,

Mir fällt erst jetzt Dein Post Scriptum auf: "Stolzer Lurie-Bastler".
Da habe ich natürlich direkt Deine Webseite besucht.
Es freut mich sehr dass das System von mir aus Telescope Optics dich angeregt hat zu dem Bau.
Wenn ich sehe wie du rangeganen bist kann ich nur sagen: <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/i_respekt.gif" alt="" />
Klasse!

Gruß,

Harrie
 
hallo harrie!
jaja, ich habe nur nach meinen schleifergebnissen ein wenig an Deinem design herumgedoktert. gefeiert wird aber erst am schluss, das ist noch ein langer weg ... <img src="/phpapps/ubbthreads/images/graemlins/laugh.gif" alt="" />
lg
wolfi
 
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