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Seite: von 34

rolf
Meister im Astrotreff

France
648 Beiträge

Erstellt  am: 29.12.2013 :  18:15:18 Uhr  Profil anzeigen  Besuche rolf's Homepage
"...den handwerklichen Fähigkeiten von Vernet ..."

Kalle, noch kurz als Ergänzung; das hatte ich eben vergessen.
Nicht dass der Eindruck entsteht, es wäre ein Hokuspokus bei dem außergewöhnliche Fähigkeiten erforderlich wären, um die genannten
Flächen zu erreichen. Vernet hatte schon das Beispiel einer seiner Praktikanten genannt, der einen 200er F 6 mit 0,3nm RMS angefertigt hatte ohne dass er auch nur einmal Hand anlegen musste. Er war 12 Jahre alt.

Gruß Rolf
Kurt, sorry für diese kleine Eskapade.

Bearbeitet von: am:
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ES-Europe
Explore Scientific (Anbieter)

Deutschland
489 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  11:21:02 Uhr  Profil anzeigen  Besuche ES-Europe's Homepage
Hallo Eberhardt,

kurze Abschweifung - die Spiegel für das EELT scheint jetzt doch Zeeko zu machen, nicht Optotech:
http://www.glyndwr.ac.uk/en/AboutGlyndwrUniversity/PressOffice/PressReleases2013/ESOproject
Schade.

Clear skies

Tassilo

Bearbeitet von: am:
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ES-Europe
Explore Scientific (Anbieter)

Deutschland
489 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  11:50:13 Uhr  Profil anzeigen  Besuche ES-Europe's Homepage
Hallo Kalle,

nur kurz angemerkt - man kann schlicht Rauigkeit über die Menge des Streulichts quantifizieren - darauf kommt es ja auch an. Ein Teil des Prüflings wird dabei definiert beleuchtet, und man fährt dann mit einer kalibrierten Messkamera den Bereich um den Lichtpunkt ab, und guckt was passiert. Dann weiß man genau, was in welchem Winkel zurückkommt.
Quelle: z.B. Joseph M. Geary: Optical Testing, Kapitel 33 "Surface Roughness"

Clear skies

Tassilo

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10623 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  12:08:01 Uhr  Profil anzeigen
Tassilo,
dort steht nur, dass die Truppe als bislang einzige die Kriterien erfüllen. Ob sie den Auftrag kriegen, ist nach wie vor offen. Meine Vermutung ist, dass da das letzte Wort noch nicht gesprochen wurde. Bislang folgten solche Großprojekte immer der Logik, dass die Länder anteilig zu ihren Budgets beteiligt werden. Könnte also gut sein, dass verschiedene Hersteller die 931 Segmentspiegel anliefern werden. Sie haben ja noch ~7 Jahre Zeit dafür.

Interessant finde ich, dass diese Spiegel-Segmente in einer schwimmenden 27-Punktzelle gelagert werden sollen und die laterale Lagerung rückseitig in der Mitte über 6 Punkte angreift. Dafür gibt es eine extra Aussparung im Spiegel. Zusätzlich müssen sie die Segmente noch gegen Verdrehung schützen, da sie wabenförmig ineinander greifen. Die 27-Verbindungspunkte der Zelle erinnern mich an kurze Drähte, die axial die Kraft aufnehmen, lateral sich aber leicht verbiegen. Mehr Einzelheiten zeigt das Proposal-Dokument ab Seite 96: http://www.eso.org/sci/facilities/eelt/docs/e-elt_constrproposal.pdf

Nebenbei:
Die Lebensdauer der Spiegelbeschichtung der M1-Segmente wird auf 18 Monate kalkuliert, d.h. täglich müssen 1 bis 2 Segmente herausgenommen und neu beschichtet werden.

Sorry, wenn ich leicht offtopic wurde.

Kalle - Alles wird gut !
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Bearbeitet von: Kalle66 am: 30.12.2013 12:08:52 Uhr
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astrohans
Meister im Astrotreff

Deutschland
278 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  12:58:30 Uhr  Profil anzeigen
vielleicht könnte uns der Praktikant auch verraten wie die
0,3 Nanometer RMS "gemessen" bzw. festgestellt wurden.
Beste Grüße, Joachim



Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10623 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  15:50:21 Uhr  Profil anzeigen
Zitat:
Original erstellt von: ES-Europe

Hallo Kalle,

nur kurz angemerkt - man kann schlicht Rauigkeit über die Menge des Streulichts quantifizieren - darauf kommt es ja auch an. Ein Teil des Prüflings wird dabei definiert beleuchtet, und man fährt dann mit einer kalibrierten Messkamera den Bereich um den Lichtpunkt ab, und guckt was passiert. Dann weiß man genau, was in welchem Winkel zurückkommt.
Quelle: z.B. Joseph M. Geary: Optical Testing, Kapitel 33 "Surface Roughness"

Tassilo,
diese winkelaufgelöste Streulichtmessung wurde auch in einem Projekt der DLR 1996 verglichen mit dem Nomarski-Mikroskop, mit einer TIS-Messung und mit Abtastmessverfahren. Im Ergebnis ermitteln solche winkelaufgelöste Verfahren rms-Werte im Bandbreitenbereich von 0,2 bis 1,6 Mikrometer (also ebenfalls RAUIGKEIT) mit einer Genauigkeit von bestenfalls 0,2 Nanometer. Die Bandbreite ergibt sich daraus, dass die sog. Messkamera eine Mindestöffnung hat, damit sie überhaupt genug Licht einfängt (Winkelauflösung der Messung ist begrenzt durch die Objektivöffnung der Kamera).

Als Ergebnis erhält man eine bidirektionale Streulichtverteilungsfunktion (BRDF). Das ist die Streulichtintensität in Abhängig von Polar- und Azimutwinkel des Detektors in Bezug zur Probe. Bei isotropen und einfachen Oberflächen sowie senkrechten Lichteinfall von nicht polarisiertem Licht lässt sich diese Funktion weiter vereinfachen - auf eine nur in Abhängigkeit vom Streuwinkel (eindimensionale Betrachtungsweise). Die Streulichtverteilung lässt sich so in eine PSD-Funktion (power spectral density) transformieren, diese wiederum kann in den Ortraum transformiert werden und zeigt die Korrelationslänge l an - das Pendant zur Messstrecke L bei Erfassung von Einzelmesspunkten. Die oben genannte Bandbreite entspricht somit der Messstrecke und dem Abstand der Messpunkte bei anderen Verfahren.

Theoretische Grenze des Messverfahrens ist die Rayleigh-Streuung in der Luft, die im Messaufbau ist. Die produziert auch beim besten Spiegel Streulicht für die Kamera. Praktisch muss man aber die eigentliche Reflexion wegfiltern, elektromagnetische Felder abschirmen, bei transparenten Proben das Licht von der Rückseite fernhalten uvm. Also nicht ganz trivial für uns Hobbyastronomen.

Festhalten möchte ich, dass es sich um Mikrorauigkeit handelt, deren laterale Ortsfrequenzen im Submillimeterbereich liegen. Damit sagt es nichts aus über Streulicht aufgrund von Welligkeiten, deren Ortsfrequenzen im Millimeterbereich liegen. Das zumindest mein Kenntnisstand dazu.

Quelle: G. Ringel, F. Kranz, D-R. Schmitt - Charakterisierung optischer Oberflächen über ihre Mikrorauheit ... , DLR Köln, 1996

Gruß
Kalle

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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7088 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  16:13:09 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Joachim,

Zitat:
Original erstellt von: astrohans

vielleicht könnte uns der Praktikant auch verraten wie die
0,3 Nanometer RMS "gemessen" bzw. festgestellt wurden.
Beste Grüße, Joachim



bitte nicht an den Fähigkeiten eines 12- Jährigen und seines großen
Meisters zweifeln. Es schadet doch niemanden wenn sie wundersames verbreiten.

Gruß Kurt


Bearbeitet von: am:
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ES-Europe
Explore Scientific (Anbieter)

Deutschland
489 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  16:33:53 Uhr  Profil anzeigen  Besuche ES-Europe's Homepage
Hallo Kalle,

ja, ungefähr so steht es geschrieben. Deinen Einwand, was die Strukturbreite der Störungen betrifft, kapier ich noch nicht so ganz - warum beschränkt sich Deiner Meinung nach die Messung auf den von Dir genannten Bereich? Weil man mit dem Objektiv der Messkamera nicht nah genug an das Signal kommt?

Clear skies

Tassilo

Bearbeitet von: am:
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Kalle66
Forenmeister im Astrotreff

Deutschland
10623 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  18:39:37 Uhr  Profil anzeigen
Tassillo,
Welligkeiten und allg. normale Gestaltabweichungen (also alles mit Ortsfrequenzen im Millimeterbereich bis zum Spiegeldurchmesser selbst) erzeugen Streulicht (Abbildungsfehler) nur in unmittelbarer Umgebung des Airy-Scheibchen.** Das Airy-Scheibchen selbst (genauer die Reflexion des Referenzlasers) ist wiederum durch das sog. Gausssche Intensitätsprofil des Laser(-Strahldurchmessers) überlagert, da man diesen Test nicht aus sicherer Entfernung wie bei einem Sterntest macht. Der Detektor wiederum besteht in seiner Öffnung aus einer kleinen Streuscheibe, deren Helligkeit dann das eigentliche Messsignal ist. So in dem Versuchsaufbau, den die DLR seinerzeit verwendete.

Wenn man das nur abschätzen will, kann man für den Streuwinkel einfach die Regel zum Auflösungsvermögen in Abhängigkeit von Wellenlänge und Öffnung nach Rayleigh nehmen. Streuwinkel = 1,22*Wellenlänge/Öffnung. Demnach ergeben sich folgende Streukegel für Öffnungen:

Öffnung mm   Streukegel
10           14 Bogensekunden
 1           2,3 Bogenminuten
 0,1         0,4°
 0,01        4°
 0,001        -> praktisch Diffus
Fehlerteufelchen nach Michaels Hinweis bereinigt. Ich hoffe es stimmt jetzt.

Das zur groben Abschätzung, welche Ortswellenlängen wie zur Streuung beitragen. Wie man sieht, leuchtet bei Strukturen von 0,01mm selbst ein Weitwinkelokular in gesamten Gesichtsfeld im Streulicht.

Bei Teleskopen kommt noch hinzu, dass 10% des Lichts (in Zenitbetrachtung) in der Atmosphäre gestreut werden, und tagsüber dieses Streulicht der Sonne den Himmel blau macht. Die Fähigkeit zur Streuung verliert die Atmosphäre nachts aber nicht, oder? Das ist auch der Grund, warum u.a. Michael Koch schon zu Anfang darauf hinwies, dass uns diese Ortsfrequenzen im Submillitmeterbereich "astronomisch" nicht interessieren, selbst wenn da noch Rauigkeiten mit ~5 nm rms auf diese Bandbreite*** entfallen sollte.

Zum Vergleich, die DLR hat eine Messgrenze von 0,2 nm rms für das winkelaufgelöste bzw. 0,1 nm rms (unter Verzicht auf die Winkelauflösung, indem man das gesamte Streulicht mit einer halbkugelförmigen Streuscheibe = Ulbricht-Kugel erfasst) ermittelt. Und da ist vielleicht nur ein Meter atmosphärische Strecke des Versuchsaufbau eingerechnet - nicht die gesamte Atmosphäre, die uns als Astronom betrifft. Die Intensität geht ja - wie Kai ganz zu Beginn schon mal erläuterte - quadratisch über den rms-Wert in diese Kalkulation ein. Somit wäre ein 100-fach größerer rms-Wert, als die Genauigkeitsgrenze der Messvorrichtungen bei 10000-facher Luftbeeinflussung (gesamte Atmosphäre vs. 1 Meter Luftweg im Messaufbau) sicher eine erste Schätzung, warum uns diese Mikrorauigkeit eigentlich nicht interessieren sollte.


**stillschweigend vorausgesetzt, dass wir über optische Flächen besser als Brillengläser reden

***5nm rms Rauheit im Submillimeterbereich ist viel, nach Abzug aller Zernike (inkl. der höchsten Ordnungen, die open fringe nicht mehr auflistet) und der Welligkeiten, die Vernet und andere im Lyottest bzw. Foucaultest noch sehen.

EDIT: Wer also Formfehler auf 100nm, Welligkeiten auf 10nm im Griff hat, kann dann guten Gewissens sein, dass die Mikrorauigkeiten unter 5nm rms sind, eher bei 1nm rms. Das zumindest meine Schlussfolgerung.

Kalle - Alles wird gut !
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Bearbeitet von: Kalle66 am: 30.12.2013 22:34:39 Uhr
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rolf
Meister im Astrotreff

France
648 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  18:44:33 Uhr  Profil anzeigen  Besuche rolf's Homepage
Kurt,

damit keine Missverständnisse entstehen: Die 0,3nm RMS sind millimetrische micromamelonnage. Nicht vergessen, das ist das Thema.

Gruß Rolf
(Da dürfte gleich noch etwas mehr kommen.)

Bearbeitet von: am:
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stefan-h
Altmeister im Astrotreff


18099 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  19:29:55 Uhr  Profil anzeigen
Hi Kalle,

schöner Link zu dem e-elt. Dort findet man auch was zu dem Thema Mikrorauigkeit- unter 3.4.2.1 POLISHING REQUIREMENTS
Zitat:
The microroughness is expected to be below 20 Å
Scheint also doch nicht so ganz unwichtig zu sein.

Etwas OT- 4,1m Fangspiegel- auch ein ganz nettes Teil. Denk man an das Palomar-Observatorium- das war mit seinem 5m Spiegel gut 30 Jahre lang das größte Teleskop weltweit.

Gruß
Stefan

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mkoch
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
2903 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  19:30:06 Uhr  Profil anzeigen  Besuche mkoch's Homepage
Hallo Kalle,

Zitat:
Original erstellt von: Kalle66
Streuwinkel = 1,22*Wellenlänge/Öffnung. Demnach ergeben sich folgende Streukegel für Öffnungen:

Öffnung mm   Streukegel
10           0,15°
 1           1,5°
 0,1         15°
 0,01        150° -> praktisch Diffus




Die Formel ist richtig, aber die Winkel sind viel zu groß. Wellenlänge und Öffnung müssen in der gleichen Einheit angegeben werden. Wenn das Ergebnis in Grad sein soll, muss noch mit (180°/Pi) multipliziert werden.

Gruß
Michael

Bearbeitet von: am:
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rolf
Meister im Astrotreff

France
648 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  20:14:47 Uhr  Profil anzeigen  Besuche rolf's Homepage
Auf die Frage von Joachim (astrohans):

Was die Messung der millimetrischen Rauheit betrifft, so verweist Vernet erneut auf den Artikel von Texereau , der hier schon mehrere Male genannt wurde; da steht alles drin.
Einige Interessierte sind übrigens schon fleißig am Übersetzen.

Zur Illustration verschiedener RMS-Werte der genannten millimetrischen Rauheit folgende Beispiele.


Der 200 F/6 um 0,3nm RMS des 12-jährigen Bilal



Hier ein thread dazu [URL=http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/036072.html]http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/036072.html[/URL]

Mein 300 F/4 um 0,1nm RMS, der hier schon gezeigt wurde.




Eine kleine repräsentative Auswahl von Standardspiegeln im Handel mit Werten zwischen 1,5 und 3nm RMS ; alles nicht katastophal, denn es gibt viel schlimmeres wie z.B. GSO.

Un 200 F/4:



Ein 400 F/4:



Ein 500 F/4:



Ein 200 F/6:



Und den 400 von Grière (mirosphère), der hier schon gezeigt wurde.




Es versteht sich von selbst, dass diese Bilder direkt vergleichbar sind, denn sie wurden mit dem gleichen Streifen Dichte 3 im Krümmungsmittelpunkt gemacht.

Vernet fügt im Anschluss an Kurts freundliche Worte um 16Uhr13 hinzu (das übersetze ich lieber, damit nichts falsch verstanden wird ):
« Du kannst auch dem spöttischen Kurt sagen, er könnte mir einen seiner Spiegel zuschicken, um ihn in diesen Vergleich einzureihen, damit man sieht, ob er es auf der Ebene der millimetrischen Rauheit besser hinbekommt als ein zwölfjähriges Kind. »



Gruß Rolf

Bearbeitet von: rolf am: 30.12.2013 21:51:09 Uhr
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7088 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  20:55:28 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Rolf,

Eure Mühe mir etwas beizubringen zu wollen finde ich wirklich
rührend .

Zitat:
...Vernet fügt im Anschluss an Kurts freundliche Worte um 16Uhr13 hinzu (das übersetze ich lieber, damit nichts falsch verstanden wird ):
« Du kannst auch dem spöttischen Kurt sagen, er könnte mir einen seiner Spiegel zuschicken, um ihn in diesen Vergleich einzureihen, . » damit man sieht, ob er es auf der Ebene der millimetrischen Rauheit besser hinbekommt als ein zwölfjähriges Kind


David möge sich bitte noch 2 Jahre in Geduld üben. Dann wird nämlich mein Enkel 12 Jahre alt. Falls der Lust hat lass ich ihn superpolishen und David kann dann gerne testen. Derweil wünsche ich David viel Genuss vom edlen Wein aus Superpoli- Gläsern.

Gruß Kurt













Bearbeitet von: Kurt am: 30.12.2013 21:00:07 Uhr
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rolf
Meister im Astrotreff

France
648 Beiträge

Erstellt  am: 30.12.2013 :  21:27:10 Uhr  Profil anzeigen  Besuche rolf's Homepage
Kurt,

ist schon gut; wir wissen ja, dass für Dich - Originalton Kurt: "das Schleifen und die Messtechnik keine Geheimnisse haben".

Freundlichst Rolf
Warten gespannt auf Alois und Kais Beiträge; hier bei uns sind wohl einige einer Art Spätweihnachtslethargie erlegen. Vielleicht sind sie aber auch einfach nur im Skiurlaub. Habt Ihr das mit dem Schumacher mitbekommen? Das geht hier rund um die Uhr durch alle Nachrichten.


Bearbeitet von: rolf am: 30.12.2013 22:45:21 Uhr
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