Strehlkurve Zeiss APQ 130/1000 vs. AOM FLT 135/1080 | Astronomie.de - Der Treffpunkt für Astronomie

Strehlkurve Zeiss APQ 130/1000 vs. AOM FLT 135/1080

fbrand

Mitglied
Hallo,

ich befasse mich gerade mit "High-End Apochromaten" und da stolpert man ja unweigerlich auch über diese zwei Objektive.

Nach meinem Verständnis müssten diese auch nahezu identische Strehlkurven aufweisen, denn es ist praktisch identisch vom Design: Dreilinser mit zentraler Linse aus Kalziumfluorit, beide ölgefügt, gerechnet von Dr. Pudenz...

Was mich jetzt etwas verwirrt, ist ein Vergleich der Strehlkurven. Leider liegt mir zum APQ 130/1000 nur die hier veröffentlichte Strehlkurve auf der Website von Agema-Optics vor. Bezüglich des FLT 135/1080 von AOM habe ich hier auf der Webseite von AOM die Strehlkurve gefunden (bitte etwas herunter scrollen, ich möchte keinen Hotlink auf das Bild machen).

Ein Vergleich der beiden Kurven wirft bei mir die Frage auf, warum es da im Bereich zwischen 600-700 nm solche Unterschiede gibt? Die Kurven müssten doch eigentlich nahezu identisch sein oder nicht? Oder gibt es da doch noch Unterschiede im Design? Ich habe schon den "Laux" zu Rate gezogen, aber leider ist eine Strehlkurve zum APQ-Objektiv dort nicht enthalten...

Gruß

Frank
 

lars_usedom

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Hallo Frank,

der Aufbau bzw. das Design ist zwar identisch, aber die verwendeten Glassorten sind es nicht.

Beim ölgefügten Triplet mit Calciumfluorid als Mittenelement gibt es 6 Freiheitsgrade - die beiden Partnergläser und 4 Flächen, d.h. nicht etwa 6 Flächen wie beim Luftspalt-Triplet, weil ja die Fügeflächen radiengleich ausgeführt werden müssen.
Der Designer schaut halt, welche der aktuell verfügbaren Glassorten in Kombination mit dem Calciumfluoridelement mindestens die gewünschte Apochromasie ermöglichen. Der Brechungsindex der Gläser ist eine Funktion der Lichtwellenlänge und so ergibt das Zusammenspiel des Brechungsverhaltens der drei Medien abweichende Strehlkurven.
In den Glaskatalogen geben die Hersteller auch Toleranzen der Brechungsinizes an. Idealerweise erfolgt dann eine Messung der tatsächlichen Eigenschaften der Schmelze und das Design der Optik wird noch darauf optimiert, indem die Radien leicht verändert werden. Beim CaF2 sind diese Messungen nicht notwendig, weil es als Kristall praktisch konstante optische Parameter aufweist.

Gruß Lars
 

marcus_z

Mitglied
Agema hat die Stehlkurven berechnet mit folgendem Hinweis "All graphs were constructed for one focal plane with the main e line." Jetzt wäre nur noch zu klären ob Zeiss den APQ auch danach entwickelt hat, dann könnte die von Agema erzeugte Kurve mit der tatsächlichen Kurve übereinstimmen. Vorausgesetzt natürlich, dass Agema weiß welche Parnergläser Zeiss verwendet hat ;)
 

lars_usedom

Mitglied
Zu den Partnergäsern hat sich Dr. Pudenz im Aufsatz "Die Entstehungsgeschichte des Jenaer APQ-Objektivs" (Jenaer Jahrbuch zur Technik- und Industriegeschichte, 2007, S. 385) geäußert:

"Die von Zeiss Jena angebotenen APQ-Standardreihe für die Amateurastronomie umfasste vier verschiedene Objektive:
- APQ 100/1000
- APQ 100/640
- APQ 130/1000
- APQ 150/1200
Obwohl Öffnung und Brennweite beibehalten wurden, änderten sich von 1985 bis 1994 mehrmals die Partnergläser zum Kalziumfluorid. Die häufigste Ursache waren die Sortimentsbereinigungen der Hersteller für optisches Glas. Von der Optikentwicklung musste nach gleichwertigen Kombinationen gesucht werden. Folgende Paarungen kamen nach der ursprünglichen ZK2/ZK2-Kombination zur Anwendung: BaK2/K11, BaLKN3/BaLKN3, später auch NNBK7/K10.

Die Auswahl unter den zur Verfügung stehenden Gläsern wurde mit der Einschränkung des Glassortiments immer schwieriger. Zwei gleiche Partnergläser wie beispielsweis ZK2 oder BaLKN3 zu finden, ist fast aussichtslos, und deshalb bestehen die späteren Kombinationen aus zwei verschiedenen Glasarten."


Die Anfänge der Entwicklung, die bis 1985 zu den ersten Mustern des APQ 100/1000 führten, liegen schon über 40 Jahre zurück.
Dr. Pudenz schreibt:

"Es war Anfang 1979, als der Autor, der für Astro optische Systeme entwickelte, und der Astro-Konstrukteur Alfred Karnapp, beide selbst Hobby-Astronomen, von den Kollegen der Kristallzüchtung die Information bekamen, daß nunmehr Kalziumfluoridscheiben in optisch guter Qualität für Objektive großen Durchmessers zur Verfügung stehen."


Die Kristallzüchtung wurde in der DDR natürlich nicht mit der Zielrichtung Astrooptik betrieben, sondern für die Mikroelektronik, wo es um UV-Objektive für die Chipherstellung ging.

Gruß Lars
 

fbrand

Mitglied
Ja, die Daten sind etwas dünn. Meines Wissens wurde der APQ aber für die visuelle Beobachtung ausgelegt, dann wäre die e-Linie schon korrekt. Ich will eigentlich nur ergründen, inwieweit die beiden Objektive vergleichbar sind und ob die Strehlkurve von Agema korrekt ist oder nicht. Aber das herauszufinden wird wohl nicht möglich sein...
 

Gerd_Duering

Mitglied
Hallo Frank,

Ein Vergleich der beiden Kurven wirft bei mir die Frage auf, warum es da im Bereich zwischen 600-700 nm solche Unterschiede gibt? Die Kurven müssten doch eigentlich nahezu identisch sein oder nicht? Oder gibt es da doch noch Unterschiede im Design? Ich habe schon den "Laux" zu Rate gezogen, aber leider ist eine Strehlkurve zum APQ-Objektiv dort nicht enthalten...

aber sie sind doch durchaus ähnlich.
Bei Violett sogar nahezu identisch, für 450nm wäre der APQ mit etwa 0,8 minimal schlechter als der FLT der hier auf etwa 0,82 kommt. Dafür ist der FLT dann im Roten etwas schlechter.
Hier sieht man in der Tat einen etwas größeren Unterschied der aber in der Praxis nicht ins Gewicht fällt da man zumindest visuell bei 700nm praktisch nichts mehr sieht.
Du wirst daher in der Praxis beim besten Willen keinerlei Unterschied zwischen APQ und FLT in der Farbkorrektur bemerken können da sie bei den wichtigen Wellenlängen also da wo man einen Farbfehler auch sehen würde so er vorhanden wäre praktisch gleich gut sind.
Der Polystrehl also das nach Lichtempfindlichkeit gewichtete Mittel wird bei APQ und FLT sehr ähnlich sein.

Natürlich liegt der Unterschied im Roten an unterschiedlichen Partnerländern aber auch am Design.
Es steht dem Designer nämlich völlig frei wie er die Korrektur legt. Daher kann es auch bei identischen Partnergläsern zu deutlichen Unterschieden in der Stehlkurve kommen.
Man hätte den FLT im Roten durchaus auch besser machen können aber zu dem Preis das er dann im Blauen bzw. Violetten schlechter wird.
Da unsere Augen aber bei zb. 450nm etwa 10 mal so lichtempfindlich sind wie bei 700nm ist es wesentlich sinnvoller bei 450nm eine bessere Farbkorrektur anzustreben als bei 700nm wo man praktisch eh nichts mehr sieht. Einen guten APO zeichnet daher aus wenn er auch bei violett noch gut ist während ein guter Wert im nahen IR Bereich nur eine nette Zugabe ist die in der Praxis wenn man die Sache nüchtern betrachtet aber eh keine nennenswerte Relevanz mehr hat.
In jedem Fall wäre es ein großer Fehler auf kosten von Violett die Korrektur im nahen IR Bereich zu verbessern.

Grüße Gerd
 

Gerd_Duering

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Hallo Lars,

Zwei gleiche Partnergläser wie beispielsweis ZK2 oder BaLKN3 zu finden, ist fast aussichtslos, und deshalb bestehen die späteren Kombinationen aus zwei verschiedenen Glasarten."

worin soll denn das Problem liegen 2 gleiche Partnergläser zu finden?
Wenn beide Rohlinge aus der gleichen Schmelze stammen haben sie auch identische Brechzahlen.
Aber darauf käme es gar nicht an. Man könnte auch 2 unterschiedliche Schmelzen nehmen wenn man das Design anpasst ohne irgendeinen Nachteil.
Das Problem liegt eher darin eine Glassorte zu finden aus der man beide Partner Linsen machen kann und gleichzeitig eine Farbkorrektur zu erreichen die der mit 2 unterschiedlichen Gläsern kaum nachsteht.
Denn mit 2 Unterschiedlichen Partnergläsern ist es viel einfacher eine gute Farbkorrektur zu erreichen als wenn man sich auf eine Glassorte für beide Partner Linsen beschränkt.
Man verwendet nur deshalb gerne eine Glassorte für beide Partner Linsen weil man es dann eben auch nur mit einer Schmelze zu tun hat.
Bei 2 verschiedenen Glasorten hat man logischerweise auch 2 Schmelzen die natürlich immer etwas von den Katalogdaten abweichen.

Der Vorteil in der Farbkorrektur den 2 verschiedene Partnergläser bringen überwiegt aber oft den Nachteil das man dann eben auch 2 verschiedene Schmelzen hat.
Gerade bei ölgefugten Objektiven wo man wegen der geringeren Freiheitsgraden ohnehin Einschränkungen in der Glas Wahl gegenüber einem Luftspalt hat.

Grüße Gerd
 

Gerd_Duering

Mitglied
Hallo Marcus,

Agema hat die Stehlkurven berechnet mit folgendem Hinweis "All graphs were constructed for one focal plane with the main e line." Jetzt wäre nur noch zu klären ob Zeiss den APQ auch danach entwickelt hat, dann könnte die von Agema erzeugte Kurve mit der tatsächlichen Kurve übereinstimmen. Vorausgesetzt natürlich, dass Agema weiß welche Parnergläser Zeiss verwendet hat

er gibt für die Strehlkurve 3 Möglichkeiten wie man den Fokus legt.
Möglichkeit 1 fest auf eine vorher bestimmte Wellenlänge zb. die e Linie.
Der Fokus bleibt auch dort.
Das ist die einfachste Variante, sie hat aber den Nachteil das sie nicht immer der Praxis entspricht also so wie man in der Praxis auch fokussieren würde.
Den da fokussiert man ja nicht stur auf eine vorher festgelegte Wellenlänge sondern so das man das beste Bild bekommt.
Vor allem beim Doublet ergibt sich daher eine etwas andere Fokuslage.
Hier fällt nach klassischer Korrektur Grün am kürzesten und sowohl Rot also auch Blau fallen länger.
Man wird daher etwas mehr in Richtung Blau/Rot fokussieren und bei Grün einen geringfügigen Defokus in Kauf nehmen. Dann ergibt sich das beste Bild.
Dieser praxisgerechte Fokus nennt sich Polychromatisch. Das kann man auch mit einem Optikdesign Programm tun, es fokussiert dann auf den geringsten polychromatischen Wellenfrontfehler also den besten Polystrehl. Der Polystrehl ist das nach Sensor Empfindlichkeit gewichtete Mittel. Also eine Zahl, nicht zu verwechseln mit der Stehlkurve die einige fälschlicherweise auch als Polystrehl bezeichnen.

Und zu guter Letzt gibt es natürlich noch die Möglichkeit auf jede einzelne Wellenlänge zu fokussieren. Dann fällt der Farblängsfehler natürlich raus und es bleibt ausschließlich der Gaußfehler übrig.
Alle 3 verschiedenen Fokus Möglichkeiten können auch 3 recht unterschiedliche Strehlkurven bedingen.
Das Design ist dabei wohlgemerkt immer das Gleiche!!!
Nur der Fokus ist anders.
Es ist daher wichtig die Fokuslage anzugeben wenn man Strehlkurven zeigt.
Agema macht das hier also vorbildlich.

Das Design des APQ ist soweit ich weiß veröffentlicht worden so das Agema es natürlich in ein Optik Design Programm eingeben kann und exakt für dieses Design auch die Strehlkurve angeben kann.
Man kann sich daher schon darauf verlassen was Agema da angibt.

Grüße Gerd
 
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lars_usedom

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Guten Morgen Gerd,

die Bemerkung "Zwei gleiche Partnergläser wie beispielsweis ZK2 oder BaLKN3 zu finden, ist fast aussichtslos, und deshalb bestehen die späteren Kombinationen aus zwei verschiedenen Glasarten." gehört noch zum Zitat aus dem Artikel von Dr. Pudenz.
Warum fragst Du: "worin soll denn das Problem liegen 2 gleiche Partnergläser zu finden?" ?
Du schreibst doch selbst, daß es insofen günstig ist, die beiden Linsen aus ein und derselben Glasschmelze zu fertigen, als man um es eben mit nur einer Schmelze zu tun hat.
Und selbstverständlich geht das eben nur, wenn sich die passende Korrektur ergibt.
Wie soll er es denn sonst gemeint haben, als daß es - sofern man nicht 2 verschiedene Glassorten bemüht - es eben 2 sortenmäßig gleiche Partnergläser aus einem p a s s e n d e n Glas sein müssen in Bezug auf den erreichbaren Korrekurzustand.
Nichts für ungut, aber man muss ja nicht unnötig Missverständnisse konstruieren ;-)

Gruß Lars
 
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Gerd_Duering

Mitglied
Hallo Lars,

die Bemerkung "Zwei gleiche Partnergläser wie beispielsweis ZK2 oder BaLKN3 zu finden, ist fast aussichtslos, und deshalb bestehen die späteren Kombinationen aus zwei verschiedenen Glasarten." gehört noch zum Zitat aus dem Artikel von Dr. Pudenz.
Warum fragst Du: "worin soll denn das Problem liegen 2 gleiche Partnergläser zu finden?" ?

ich frage weil diese Formulierung missverständlich ist, egal von wem sie nun stammt.
Wenn ich beide Linsen aus dem gleichen Partnerglas mache hab ich logischerweise automatisch 2 gleiche Partnergläser.
Eine extra Suche 2 gleiche zu finden erübrigt sich daher.
Ich muss ja nur ein gutes finden aus dem ich beide Linsen machen kann.
Ich verwende dann ja nur ein Partnerglas wie zb. das ZK2.
Mach ich beide Partner Linsen aus ZK2 hab ich natürlich dann automatisch auch 2 gleiche Partnergläser, eben 2x ZK2.

Ich hätte den Satz daher wie folgt formuliert.

Ein gutes Partnerglas wie zb. ZK2 oder BaLKN3 zu finden aus dem man beide Partner Linsen machen kann ist fast aussichtslos, und deshalb bestehen die späteren Kombinationen aus zwei verschiedenen Glasarten.

Wie soll er es denn sonst gemeint haben, als daß es eben 2 gleiche Partnergläser a u s e i n e m p a s s e n d e n Glas sein müssen.
Nichts für ungut, aber man muss ja nicht unnötig Missverständnisse konstruieren ;-)

Er hat es so gemeint wie ich es schon geschrieben hatte. Es ist schwieriger eine gute Farbkorrektur zu bekommen wenn man sich auf eine Glassorte für beiden Partner Linsen beschränkt.

Also noch mal, wenn man beide Linsen a u s e i n e m p a s s e n d e n Glas fertigt bekommt man in der Regel eine schlechtere Farbkorrektur als wenn man die beiden Linsen aus 2 unterschiedlichen passenden Glassorten fertigt.
Es ist daher bei ohnehin eingeschränkter Auswahl an Gläsern weil der Hersteller sein Sortiment ausdünnt und bei entsprechend hohem Anspruch an die Farbkorrektur kaum mehr möglich sich auf eine einzige Glassorte für beide Partner Linsen zu beschränken.
Das geht zwar nach wie vor auch aber dann zum Preis einer schlechteren Farbkorrektur.
Daher verwendet man später 2 unterschiedliche Glassorten um gerade auch angesichts der eingeschränkten Auswahl dennoch eine sehr gute Farbkorrektur erreichen zu können.

Grüße Gerd
 
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