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Ü B E R S I C H T    
heal Erstellt am: 07.02.2010 : 20:04:53 Uhr
Hallo,

nachdem das PDI-Plättchen und die Laserdiode von Michael Koch bei mir eingetroffen waren, habe ich mich an die Arbeit gemacht und ein Interferometer, ähnlich wie das von Norbert Loechel http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=96810 , gebaut. Sofort nach dem Ausrichten von Spiegel (6" f/4.8, belegt) und Interferometer sah ich Bilder wie diese:



oder



Die Bilder sind mit einer billigen,frei gehaltenen Digiknipse aufgenommen. Eine bessere Kamera mit Stativ steht mir erst in zwei Wochen wieder zur Verfügung. Sie geben aber in etwa den visuellen Eindruck wieder.

Sind das für eine vernünftige Auswertung nicht zu viele Streifen mit zu wenig Kontrast? Ich habe verschiedene Lochdurchmesser ausprobiert und auch das PDI-Plättchen in alle Richtungen verfahren, große Änderungen ind der Streifenzahl/Kontrast habe ich aber nicht gesehen.

Kann die Anzahl der Streifen eingestellt werden (und wenn ja, wie?) oder ist diese abhängig vom PDI-Plättchen und dem zu vermessenden Spiegel?

Vielen Dank für jede Antwort und beste Grüße

Alex
D I E    15   L E T Z T E N    A N T W O R T E N    (Neue zuerst)
Marty Erstellt am: 12.02.2010 : 10:53:19 Uhr
Zitat:
Original erstellt von: Kurt

... Wenn man die betragsträchtigen desaktiviert werden die Strehls mindestens so suuuper wie nach Foucault- Messungen! Hab ich soeben herausgefunden .

Gruß Kurt




Hallo Kurt,
Am besten deaktivierst du alle Zernikes, dann hast du immer einen perfekten Spiegel!
marty
maxosaurus Erstellt am: 09.02.2010 : 23:03:40 Uhr
Hallo Pünktchensammler,

Bei der FFT-Auswertung dürfen keine Spiegelungen oder Halterungen auf dem Interferogramm zu sehen sein. Diese beeinflussen die Auswertung, insbesondere führen sie gerne zu einem lokal aufgerichteten oder hängenden Rand. Auch ein Mitteln mehrerer IGramme führt hier nicht zu besseren Resultaten....
Am Beispiel: Beachte Rand bei 12 Uhr und 4 Uhr mit FFT-Auswertung (Hängend) und dann mit Streifenauswertung (Hochstehend). 8 Uhr ist in FFT-Auswertung auch eher unruhiger als bei Streifenauswertung. Die Fehler stammen von den Spiegelrückhalterungen.

Grüsse

Max
Kurt Erstellt am: 09.02.2010 : 21:05:37 Uhr
Hallo Kai, liebe Mitleser,

Zitat:
....Gratulation zu dem Spiegel.
Wenn in Zukunft viele ein I-Meter verwenden wird sich langsam rumsprechen, daß Spiegel mit Strehl größer 0,8 echt gut sind, welche über 0,9 werden dann sicher als excellent eingestuft.



also, ich sehe das so: Wenn wir schon minimalistische Interferometer in Form des PDI verwenden dann sollten wir bei der Auswertung mit den Zernikes sehr sparsam umgehen. Wenn man die betragsträchtigen desaktiviert werden die Strehls mindestens so suuuper wie nach Foucault- Messungen! Hab ich soeben herausgefunden .

Gruß Kurt
norbert_loechel Erstellt am: 09.02.2010 : 18:12:16 Uhr
Hallo Kai,

> Ich habe D=152.4mm, R=1463mm und Lambda=650nm verwendet.

Ich auch, damit die Ergebnisse verglichen werden könnnen. Es wurden alle Zernike-Polynome bis zum Grad 41 berücksichtigt, außer "Piston" bis "Defocus" und "Coma" (wie bei Dir).

Gruß
Norbert
fraxinus Erstellt am: 09.02.2010 : 17:01:53 Uhr
Hallo Norbert,

fantastische Übereinstimmung finde ich!
Schön, daß Du das parallel getraced hast, ich bin da mittlerweile zu faul und verlasse mich 100% auf die FFT Methode. Wenn zB von vier Igrammen drei konsistente Ergebnisse liefern habe ich ein gutes Gefühl. Das ist *die* Revolution für große, schnelle Spiegel.

Ich habe D=152.4mm, R=1463mm und Lambda=650nm verwendet.
In der Darstellung sieht man die Wavefront-Auswertung, geglättet bis zur 10.Order. Das kann man jederzeit auf die Zernike-Darstellung umschalten, der Strehl wird etwas besser aber feine Details gehen verloren.

(==>)Alex,

Gratulation zu dem Spiegel.
Wenn in Zukunft viele ein I-Meter verwenden wird sich langsam rumsprechen, daß Spiegel mit Strehl größer 0,8 echt gut sind, welche über 0,9 werden dann sicher als excellent eingestuft.

ps. Habe auch nun auch so ein PDI Plättchen. Coole Sache
heal Erstellt am: 09.02.2010 : 16:28:54 Uhr
Hallo Norbert,

ich habe noch ein altes Foucaultbild des Spiegels in der Galerie gefunden.



Dort ist der Berg deutlich sichtbar.

Ich glaube Foucault nutze ich nur noch zur Überprüfung der Oberflächenglätte. Ist ja unglaublich was Ihr aus meinen Bildern rausholt.

Gruß Alex
heal Erstellt am: 09.02.2010 : 16:15:29 Uhr
Und wieder Hallo,

...unglaublich. Vielen Dank an alle die sich hier einbringen und sich so viel Arbeit machen.

(==>)Karl

Tolle Anleitung, ich glaube damit sollte ich es dann auch hinbekommen. Immer nur treten kann's ja auch nicht sein ;-)

Ein Problem dabei könnte der Verfahrweg meines XY-Tisches sein. Dieser macht, wenn ich's noch richtig im Kopf habe, +-5mm und dabei kurbelt man sich tot. Evtl. setze ich ihn aber einfach senkrecht auf einen 2. größeren Tisch und nutze ihn für die Höhenverstellung - mal sehen.

(==>)Norbert

Danke für die Literaturtips. Die sechs Seiten Smartt/Steel habe ich mir gerade ausgedruckt, Malacara kommt per Fernleihe. Ein Job an der Uni ist dann doch nicht so schlecht ;-)

(==>)Kai

Herzlichen Dank für Deine Auswertung. Ich erkenne meinen Spiegel wieder. Es war mein erster Selbstschliff vor einigen Jahren. Der Berg in der Mitte und der leichte Wall existieren tatsächlich, habe ich aber doch flacher in Erinnerung. Laut Foucault war der Strehl damals um die 0,96. Ich werde bei nächster Gelegenheit auch eine Auswertung versuchen.

Gruß

Alex

norbert_loechel Erstellt am: 09.02.2010 : 16:10:14 Uhr
Hallo Alex und Kai,

hier noch eine Auswertung ohne FFT (und ohne Absturz). Die Streifen beider Interferogramme von Dir wurden getraced. Bei der Mittenmarkierung habe ich eingegriffen, damit diese nicht stört.



Die Übereinstimmung mit der Auswertung von Alex ist ziemlich gut. Der Buckel ist jedoch echt und kommt nicht von der Merkierung. Er stört aber wohl in der Praxis nicht, weil er vom Fangspiegel verdeckt werden dürfte.

Ich werde jedoch nachdenklich, ob ich nicht künftig auf FFT umsteige und mir das Tracing der Streifen erspare...

Gruß
Norbert
fraxinus Erstellt am: 09.02.2010 : 15:02:15 Uhr
Hallo Alex,

habe Deine beiden Igramme per FFT Methode ausgewertet, das untere ging erwartungsgemäß ohne Probleme, das obere führt zum gelegentlichen Absturz von OpenFringe, wenn man es per "Zernike-Smoothing" glätten will. Aber es geht.
Gemittelt kommt das hier heraus:

Ich bin mir aber sicher, der Spiegel wird noch besser wenn man ein paar mehr Streifen verwendet, die Streifen noch ein wenig glatt zieht und ein paar Igramme mittelt. Im Zentrum drückt mM die Mittemarkierung durch.
Und meine Daten für D und R sind auch nur geschätzt. Das muss man natürlich genauer nehmen.
Auf alle Fälle bist Du auf dem richtigen Weg.

Viele Grüße
Kai
norbert_loechel Erstellt am: 09.02.2010 : 14:10:23 Uhr
Hallo Alex,

> Sieht fast so aus als ob ich mir passende Literatur besorgen müsste...

Vorschläge hierzu:
1. R N Smartt, W H Steel "Theory and Application of Point-Diffraction Interferometers" Japan J. Appl. Phys. 14 (1975) Suppl. 14-1. Seiten 351-356
2. Daniel Malacara: Optical shop testing, 3rd ed. ISBN: 978-0-471-48404-2 Seiten 116-120 beschäftigen sich mit PDI

Smartt ist ausführliicher als Malacara und enthält eine theoretische Ableitung sowie an Teleskopen entstandene Interferogramme.
Wahrscheinlich sind beide Titel nicht in jeder Gemeindebücherei vorrätig...

Gruß
Norbert
mkoch Erstellt am: 09.02.2010 : 13:46:09 Uhr
Hi,

Zitat:
Original erstellt von: suberidome
Die gelben Punkte am unteren Bildrand sind vermutlich die Strich-Markierungen der Lochreihen.



Richtig, das sind die Strich-Markierungen. Wenn man die Platte noch etwas verschiebt, dann kann man die Striche deutlich sehen, und auch das Kreuz welches die mittlere 10µm Reihe markiert.
Wenn man einen ganz bestimmten Loch-Durchmesser verwenden will, dann fängt man an besten in der Mitte bei einem 10µm Loch an, und dann verschiebt man die Platte seitlich und zählt die Löcher, bis man beim gewünschten Loch angekommen ist.
Wenn man die Verschiebung mit Mikrometerschrauben macht, dann geht es einfacher, weil der Abstand zwischen zwei benachbarten Löchern genau 1mm ist. Aber aufgepasst: Wenn man die Lichtquelle mit bewegt, dann braucht man nur 0.5mm Verschiebung.

Gruss
Michael
suberidome Erstellt am: 09.02.2010 : 13:31:47 Uhr
Hi

Ich benutze auch so ein PDI-Plättchen und hatte bis vor kurzem auch das Problem, verwertbare I-Gramme zu generieren. So ein Fußtritt wie bei Dir ist mir nie gelungen und so blieb mir nichts anderes übrig als die Bilder systematisch und planvoll zu erstellen. So gehe ich dabei vor:

Von Michael Koch hatte ich den Hinweis, daß man erstens die vertikale Lochreihe über dem Kreuz benutzen solle und daß zweitens der reflektierte Strahl als winzig kleiner Punkt durch eines der Löcher fallen müsse. Das bedeutet, den Lichtpunkt auf ein Loch zu lenken, das nicht zu sehen ist. Um dieses Problem zu umgehen, fahre ich den Tisch samt Laser und PDI- Plättchen aus dem KM heraus ca 2 cm Richtung Spiegel. Während der Fahrt weitet sich der reflektierte Strahl vom Punkt zu einem Lichtfleck von ca 5 mm Durchmesser auf. Es ist kein großes Kunststück diesen Fleck auf dem Plättchen so zu plazieren, daß er die vertikale Lochreihe oberhalb des Kreuzes trifft. 5 mm kreisförmige Ausdehnung bedeuten aber auch, daß nicht nur diese eine vertikale Lochreihe vom Lichtfleck erfaßt wird sondern zusätzlich die benachbarten Lochreihen. In dieser Situation bringe ich die Kamera in Stellung und schaue mir das Erreichte an. Es ergibt sich das obere linke Bild:



Man erkennt die Lochreihen - es sind insgesamt vier, die der verbreiterte Lichtfleck bedeckt. Die gelben Punkte am unteren Bildrand sind vermutlich die Strich-Markierungen der Lochreihen.

Im nächsten Schritt fahre ich mit dieser Anordnung vom Spiegel weg - wieder zurück Richtung KM. Das benachbarte Bild zeigt die Situation nach einer Strecke von 2 mm. Der Lichtfleck ist nun kleiner und erfaßt nur noch 3 Lochreihen. Auf diese Weise fahre ich mm-weise weiter bis in Bild 6 nur noch eines der Löcher übrig bleibt. Jetzt ist es Zeit, die Kringel mittels Quer-Vorschub und Vertikal-Justierung in der Mitte zu plazieren. Das Bild unten links zeigt die Situation nach der Korrektur. Danach geht alles ganz schnell: Es sind nur noch wenige mm bis in den KM und darüber hinaus, bis sich ein verwertbares I-Gramm zeigt.

Hoffe, Du kannst damit was anfangen.

L C G - Karl
heal Erstellt am: 09.02.2010 : 12:27:20 Uhr
Nochmals Hallo,

vielen Dank euch allen für die Hilfe - da muss es ja früher oder später mit der Auswertung klappen. Ich werde mir in der nächsten Zeit meine beiden fertigen Spiegel, deren Topografie ich zur genüge kenne, als Übungsobjekte vornehmen und mich damit in OF einarbeiten.

(==>)Norbert
Ich sehe schon, ich muss noch viel lernen. Dein Posting muss ich mir ausdrucken und mir in einer ruhigen Stunde mal zu Gemüte führen. Sieht fast so aus als ob ich mir passende Literatur besorgen müsste...

Beste Grüße

Alex
norbert_loechel Erstellt am: 09.02.2010 : 10:55:22 Uhr
Hallo Alex,

< 1.) Wieviele Streifen braucht man eigentlich für eine vernünftige
< Auswertung? Gilt da automatisch besser ist mehr?

Bei der Ausertung mit OpenFringe hast Du 2 Möglichkeiten:
a) Den Verlauf der Streifen händisch einzugeben, dann wertet OF mit Zernike-Polynomen aus. Zur Eingabe muss zumindest jeder Streifen markiert werden und OF versucht dann automatisch, diesen über seine gesamte Länge zu erfassen. Wenn dabei Probleme auftreten, kann man den Verlauf von Hand korrigieren. So können auch I-Gramme mit etwas geringerem oder ungleichmässigem Kontrast noch ausgewertet werden. Das geht sowohl mit wenigen, als auch mit vielen Streifen, kann aber dann in eine Fleißaufgabe ausarten.
b) Es gibt eine vollautomatische Verarbeitung, die Auswertung erfolgt intern mit einer FFT. Hierfür sollten es richtig viele Streifen sein (so ca. 40-50) und deren Kontrast möglichst hoch.

Ich habe mit a) ausgewertet - nicht weil ich Masochist bin, sondern weil dabei die Verkippung ("Tilt") zwischen Referenz- und Messwellenfront geringer gehalten werden kann. Für eine Auswertung mit FFT (viele Streifen) ist zwangsläufig eine starke Kippung nötig - man kann darüber philosophieren, ob das der Genauigkeit der Messung guttut. Kurt hat meines Wissens mal beide Auswertungsarten für einen Spiegel verglichen...

> 2.) Muss man geschlossene Kreise vermeiden (ich glaube ich habe etwas
> in dieser Richtung gelesen) oder sind diese auswertbar? -> Soll man
> versuchen die Streifen möglichst gerade zu bekommen?

Stell Dir die I-Gramme kurz wie eine Landkarte mit Höhenlinien vor - die Höhenangabe an den Linien ist hier der Phasenunterschied zwischen den interferierenden Wellenfronten. Bei rein streifigen Konturen kann das Auswerteprogramm anhand der Reihenfolge der von Dir gewählten Streifen die Richtung des Gefälles bestimmen. Wenn zwischen den Streifen geschlossene Konturen auftreten, weiss das Programm nicht von selbst, ob das Hügel oder Gruben sind. Das ist wieder ein Vorteil der händischen Eingabe: Wenn man sich beim Einstellen des I-Meters merkt, von welchem Streifen sich ein Kringel abgeschnürt hat und dem Auswerteprogramm für beide die gleiche "Höhe" angibt, dann funktioniert das einwandfrei. Man muss dabei aber aufpassen! Bei den von Dir zuletzt geposteten I-Grammen bist Du kurz vor einer solchen Abschnürung gewesen (im oberen Bild, wo ein Streifen bereits wie ein Omega aussieht).

Weiter viel Erfolg - und viel Gefühl bei der Wahl des passenden Fusstrittes...
Norbert
fraxinus Erstellt am: 09.02.2010 : 10:32:14 Uhr
Hallo Alex,

die beiden letzten Bilder sehen recht gut aus.
Für OpenFringe sind ein etwas mehr Streifen besser. Das untere der beiden Igramme müsste sich aber schon auswerten lassen.
Geschlossene Streifen sollte man vermeiden, aber OpenFringe kann das seit einiger Zeit auch. Ist aber eher was für den Notfall weil die Auswertungen nicht mehr so genau werden.
Offene Streifen erreicht man bei einer Parabel, wenn man das I-Meter etwas Richtung extrafokal verschiebt und dann entsprechend seitlich jusiert bis die Streifen sich öffnen.
Die höchste Genauigkeit am Rand erreicht man mit geraden Streifen bzw senkrechtem Auftreffen. Der Rand ist wichtig und mit anderen Methoden schwer einzuschätzen, dort sitzt der größte Flächenanteil.
Also so wie Deinen letzten beiden Bildern ist es ideal. Musst Du "nur" wieder so hinbekommen.
So meine ich das mit den geraden Streifen am Rand:

Viele Grüße
Kai

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