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Seite: von 4

Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt am: 04.09.2009 :  11:44:12 Uhr  Profil anzeigen
Einleitung

Hochwertige Refraktoren werden häufig mit ihren sehr geringen Farblängsfehlern beworben. Es gibt mehrere messtechnische Möglichkeiten derartige Angaben zu überprüfen. Wenn man die Wirkung des Farblängsfehlers verschiedener Refraktoren zuverlässig differenzieren will ist es zwingend notwendig die Fehlergrenzen der Messverfahren abzuschätzen. Es kursieren im Net zahlreiche Prüfprotokolle in denen die Schnittweitendifferenzen (SWD) über die sog. Fokussierung von Interferogrammen gemessen worden sind, Verfahren A. Eine von mehreren Alternativen dazu ist die Berechnung der SWD über den Zernike- Parameter Z3 (Defokus) im Zuge der interferometrischen Vermessung eines Prüflings. Dieses Verfahren B hab ich bereits mit einigen Fallbeispielen vorgestellt, siehe:

http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=84708
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=88264
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=88997

Im folgenden lautet die

Aufgabenstellung
Exemplarischer Vergleich der Reproduzierbarkeit der Verfahren A und B unter gleichen Versuchsbedingungen.

Prüfobjekt
ED Refraktor 127 mm f/9 (Zweilinser, der aus dem ersten Link )

Interferometer
nach Bath mit Weißlicht
Lichtquelle: Power- LED abgeblendet auf 1mm D.
Details siehe Bild 1 sowie Fortsetzung v. 28.04.2009, Kap. E in
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=84708

Interferenzfilter
546 nm HWB 7 nm
589 nm WWB 2 nm
486 nm WWB 2 nm

Messuhr (nur für Verfahren A erforderlich)
Skalenteilung 0,002
Hub 2 mm

Auswertesoftware (nur für Verfahren B erforderlich)
openFringe Version 8.10, 8.7

Prüfaufbau
Autokollimation gegen einen Planspiegel

Prinzip Verfahren A
Die SWD wird über die mechanische Fokussierung des Interferometers durch Messung der Wegdifferebz ermittelt. Dazu stellt man die Interferenzstreifen für die Bezugswellenlänge auf Defokussierung = 0. Im Idealfall sieht man dann schnurgerade Interferenzstreifen. Nach Wechsel auf eine andere Wellenlänge sieht man i. a. mehr oder weniger gekrümmte Interferenzstreifen, d. h. Die Streifen sind „defokussiert“, weil für diese Wellenlänge eine andere Schnittweite gilt als für die Bezugswellenlänge. Nun wird das Interferometer axial so weit verstellt bis die Streifen wieder möglichst gerade aussehen. Die per angekoppelter Messuhr gemessene Wegdifferenz ist dann die gesuchte Schnittweitendifferenz. Zum besseren Verständnis:

Bild 1


ds seien die Wegdifferenzen entsprechend den SWDs die zur Geradebiegung der Streifen im roten sowie blauen Interferogramm erforderlich sind. l. W. heißt lambda Wellenfrontdeformation. Das wären die strehlschädigenden, d.h. definitionsmindernden Wellenfrontfehler für blau und grün, wenn man wie in der Praxis üblich auf grün fokussieren würde.

Praxis des Verfahrens A
Wenn man eine Präzisionsmessuhr mit 1 my Skalenteilung benutzt könnte man in Versuchung geraten diese 1 my Schnittweitendifferenz als Nachweisgrenze des Verfahrens zu propagieren. Dabei wird allerdings unterschlagen dass die Erkennung der exakten „Geradizität“ der Streifen nicht beliebig genau möglich ist und dieser zusätzliche Fehler im Messverfahren mit der Präzision der Messuhr gar nichts zu tun hat. Bisher hab noch keine messtechnisch belastbaren Nachweise in Form von direkten Vergleichen mit anderen Verfahren, den dazugehörigen Messreihen Standardabweichungen. Es wird aber behauptet Verfahren A sei das genaueste.

Echte Interferogramme sehen niemals so ideal aus wie im obigen Bild dargestellt. Sie haben immer mehr oder weniger Überkorrektur im blauen Bereich, Unterkorrektur im rote und dazu noch Restfehler z: B. in Form von Koma und Asti. Zonenfehler sind auch nicht immer vollständig vermieden. All diesen Fehlerlein führen zu eher krummen Interferenzstreifen, die man durch Fokussierung eben nicht exakt geradebiegen kann. Als typisches Beispiel hab ich aus echten Interferogrammen des Prüfobjektes (Strehlzahl = 0,93 bei 546 nm) ein synthetisches Interferogramm erstellt. Dabei werden schon mal die fast unverneidbarebn Artefeakte wg. Verschnmutzung der Messoptik unterdrückt. Diesen 3 Interferogrammen sind jeweils verschiedene Defokussierungen überlagert nämlich:

+0,05 l.W, -0,05 l.W. und 0,00 l.W.

Die Überlagerung funktioniert unter openFringe ganz simpel, indem man die genannten Zahlenwerte dem Zernike- Term Z3 zuordnet.

Bild 2


Der Leser darf 3x raten zu welchem der drei Interferogramme der Wert 0,00 l.W. gehört (ich habs mittlerweile vergessen). Auch eine Expansion obiger Inteferogramme auf nur 1 bis 2 Streifen führt nicht wirklich weiter.

Bild 3


Man kann sich wohl vorstellen dass das Verfahren A in Gegenwart von opt. Fehlern nicht mehr so gut funktioniert wie man es sich wünscht. Das muss noch nicht heißen es sei völlig unbrauchbar.

Nun zur durchgeführten Messung nach Verfahren A:

Bild 4


Der Fühler der Messuhr drückt mit seiner Federkraft kraftschlüssig gegen die stahlharte Basis des Interferometers. Damit werden Wegänderungen ohne toten Gang auf das Messwerk übertragen. Skala hat 2 my Teilung. Bei 56 mm Skalendurchmesser kann man 1 my- Zwischenwerte gut abschätzen.

Zur Reduzierung des Umfangs dieses Vergleichs hab ich mich auf nur 3 Wellenlängen mit jeweils 7 Wiederholungen beschränkt. Hier ein Beispiel der echten Interferogramme:

Bild 5


Damit man einen Anhalt für eine gerade Linie hat ist es sinnvoll vor die Objektivöffnung einen Faden zu spannen, wie im blauen Interferogramm gut zu erkennen ist. Selbstverständlich muss man das Interferometer so lange fein verstellen bis die Streifen annähernd parallel zum Faden verlaufen. Die bestmögliche Einstellung der „Geradizität“ ist hier ganz erheblich vom Augenmaß des Prüfers abhängig. Die Annäherung an eine ideale Gerade geht bei 589 nm noch ordentlich. Bei 546 nm und erst recht bei 486 nm wird es dagegen problematisch, wie bereits mit den Bildern .

Interferogramme zur Vergleichsserie nach Verfahren B
Hier kann man sich die horizontale Ausrichtung der Streifen sparen, da das für die programmtechnische Berechnung von Z3 völlig irrelevant ist. Es reicht, wenn man näherungsweise auf grün fokussiert, fotografiert und die Interferogramme wie üblich unter openFringe oder einem gleichwertigen Auswerteprogramm einliest. Beim Wechsel der Wellenlängen wird nichts anderes verändert als ausschließlich das Interferenzfilter ausgetauscht. Wenn die für das erste Interferogramm zufällig Ausrichtung der Interferenzstreifen für die nachfolgemden nicht merklich verändert und die Streifendichte näherungsweise umgekehrt proportional zur Wellenlänge bleibt dann kann man sicher sein, dass sich am Versuchsaufbau nichts geändert hat außer dem Filterwechsel. Weiterhin ist es Vorteilhaft dass man mit den Interferogrammen auch über eine prüftechnisch nachvollziehbare Datenbasis verfügt. Jeder, der z. B. mit openFringe umgehen kann ist auch in der Lage die Ergebnisse nachprüfen. Bei Verfahren A fehlt dazu die Dokumentation der gemessenen Schnittweite.

Bild 6


Berechnung der SWD nach Verfahren B

Da die Fokussierung für die Bezugswellenlänge nicht exakt = 0 ist wird sei dafür die Defokussierung df gesetzt, die sich aus der folgenden Formel berechnet:

df = -16 x (F/D)² x Z3 x lambda

F = Systembrennweite
D = Öffnungsdurchmesser
lambda = Messwellenlänge
Z3 = Zernike- Zahlenwert gemäß Auswertung mit „openFringe“

Die Schnittweitendifferenz für 486 nm (blau) zur Bezugswellenlänge 546 nm (grün) wird dann:
ds (blau) = df (blau) – df(grün)
hier gleichbedeutend mit
ds (486nm) = df (486 m) - df (546nm)
Entsprechend gilt für Orange

ds(589nm) = df(589nm) – df(546nm)

Falls es immer noch nicht überall angekommen sein sollte:
Zur Ermittlung des Farblängsfehlers nach Verfahren B braucht man keine Messuhr.


Zusammenstellung der Messergebnisse aus beiden Verfahren

Bild 7


„s“ ist die mittels Taschenrechner aus den jeweils 7 Einzelmessungen berechnete Näherung der Standardabweichung.“Range“ ist die Differenz größter- kleinster Messwert innerhalb einer Messreihe. 95% Vertrauensbereich des Mittelwertes bedeute, dass der wahre Mittelwert mit 95% innerhalb der angegebenen Toleranz liegt. Das gilt entsprechend für den Vertrauensbereich des Einzelmesswertes

Fehlerdiskussion und Beurteilung
Hier geht es primär darum zu beurteilen welches der Verfahren genauer ist oder besser gesagt die bessere Wiederholgenauigkeit liefert.

Der Begriff Genauigkeit im messtechnischen Sinne wird nicht überall gleich verstanden. Ich stütze mich dabei auf Brockhaus, Naturwissenschaften und Technik,

Zitat:
...3)Messtechnik: die G. wird bestimmt durch die Messunsicherheit und die Fehlergrenzen. Messunsicherheit lässt sich lässt sich durch den Vertrauensbereich eines Mittelwertes aus mehreren Einzelmessungen charakterisieren...“(Zitat Ende)

Danach kann ich mir keine Genauigkeitsangabe ohne Zahlenwerte sowie ohne Bezug auf Wiederholmessungen vorstellen.

Die Genauigkeit der Messuhr selbst liegt bei +/-1 my. Sie kann damit keine gröberen Messfehler verursachen. Für beide Verfahren wurden dieselben Farbfilter und dasselbe Interferometer verwendet. Die eigentlichen Rechenfehler zur Berechnung der Zernikes kann man als vernachlässigbar gering ansehen. Es bleiben nur noch zufällige Fehler übrig, die zu einer Streuung der Einzelmesswerte sorgen. Das sind solche Fehler deren Ursache man nicht kennt, die aber jedem Messverfahren anhaften.

Den ersten Eindruck zur Genauigkeit liefert bereits der Range gemäß obiger Tabelle. Ganz offensichtlich liegen nach Methode B die Einzelmesswerte der SWD für beide Wellenlängen näher beieinander. Das wird durch Vergleich der Standardabweichungen voll bestätigt.
Die bessere Reproduzierbarkeit von Verfahren B konnte ich auch in einem anderen Versuch nachweisen.
Siehe dazu in
http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=84708
Tabelle Bild 26,
Kap B.3 Vergleich zu genau berechenbaren Schnittweitendifferenz an einer Kronglaslinse


Als nächstes kann man abklären wie sich die Streuung der SWD auf die Streuung der opt. Qualität auswirken. Als Maßstab wurde dafür die Strehlzahl gewählt.

Bild 8


Nehmen wir als Beispiel den nach Methode B gemessenen Mittelwert (14,5 +/- 2,2) my der SWD bei 486 nm. Nach der für den Prüfling gültigen f/9- Kurve im Diagramm würde diese Defokussierung das zu einer praktisch nicht bemerkbaren Strehlzahlminderung im Bereich von S = 0,991 bis 0,006 führen, wenn die Optik sonst fehlerlos wäre. Der Fehler des optisch wirksamen Strehl- Fehlers wäre hier nur:

delta S = (0,996 – 0,991) = 0,005.

Würde man anstatt 7 nur 4 Messwerte mitteln, dann wäre die Fehlerspanne der Strehlzahl ca.:

delta S = 0,005 x (7/4 )^0,5 = 0,007.

Das wäre in dem Beispiel immer noch hinreichend genau. Bei geringeren Ansprüchen an die Genauigkeit könnte man sich mit Messverfahren B auch auf Einzelmessungen beschränken. Der 95% Vertrauenbereich läge dann allerdings bei +/- 4,4 my für 486 nm und +/- 7,6 my für 589 nm.
Dagegen würde Verfahren A eher unsichere Einzelmesswerte liefert mit +/- 22my bei 485 nm und +/-35,6 my bei 589 nm.

Wegen der Kurvenkrümmung werden bei höheren SWDs gleiche SWD Fehler zu etwa größeren deltaS führen. Aus den Kurven wird auch deutlich, dass die Wirkung gleicher SWDs auf die Strehlzahl mit dem Öffnungsverhältnis abnimmt. Man kann deshalb die in der Tabelle ermittelten Standarbabweichungen nicht vorbehaltlos auf andere Teleskope übertragen. Zur besseren Vergleichbarkeit der Wirkung des Farblängsfehlers kann man auf SWD Messung basierende Vergleichszahlen wie z. B. RC- Indizes angeben. Diese sind dann in gkleicher weise fehlerbehaftet wie die entsprechenden SWDs. Man findet aber öfters RC - Indizes mit z. T. 5 Dezimalen. Nach der obigen Fehlerdiskussion sind diese weniger vertrauenserweckend, da man mit Messfehlern der SWDs in der Größenenordnung von einigen 1% - bis mehr als 10% rechnen muss.

Gruß Kurt

Bearbeitet von: Kurt am: 10.10.2009 23:51:18 Uhr

HJ_Busack
Senior im Astrotreff


118 Beiträge

Erstellt  am: 12.10.2009 :  00:48:18 Uhr  Profil anzeigen  Besuche HJ_Busack's Homepage
Hallo Kurt,

vielen Dank für Deine wieder mal sorgfältige Untersuchung. Was Deine Beurteilung der Verfahren A und B betrifft, bin ich völlig Deiner Meinung. Ich möchte aber einige Worte zu dem verwendeten Begriff Schnittweitendifferenz (SWD) und seiner Bedeutung für die wellenoptische Bildqualität sagen, also zu dem, was man tatsächlich mit den Augen sieht oder mit seiner Kamera aufnimmt. Der Begriff SWD stammt ja aus der Strahlenoptik, die nur eine ziemlich grobe Näherungsbeschreibung der tatsächlichen Verhältnisse liefert.
Mit SWD in diesem Zusammenhang ist der Unterschied der Achsschnittpunkte verschiedener Strahlen gemeint. Die Strahlen einheitlicher Farbe können das optische System in unterschiedlicher Höhe (Öffnungszone) durchlaufen haben und deshalb diese Achsdifferenz haben (Öffnungsfehler oder 'sphärische Aberration'), oder es kann sich um Strahlen verschiedener Farbe aber mit gleicher Öffnungszone handeln ('Farblängsfehler'). Offensichtlich kann man also nicht von einem Farblängsfehler an sich sprechen, sondern muss immer die Öffnungszone angeben, in der gemessen wurde. Häufig wird behauptet, dass die SWD der Öffnungszone 0.707 (1/wurzel(2)) entscheidend für die wellenoptische Bildqualität ist. Das stimmt so überhaupt nicht. Richtig ist, dass für Systeme, die keine Öffnungsfehler höherer Ordnung haben, also 'langsame' Systeme, die SWD dieser Zone verschwinden muss, um die für dieses System bestmögliche Bildqualität zu erreichen. In der üblichen Darstellung des Farblängsfehlers müssen sich also die Kurven der verschiedenen Farben in dieser Öffnungszone schneiden. Wie gut diese 'optimale' Bildqualität aber tatsächlich ist, kann man daraus überhaupt nicht ableiten, dazu muss man die Schnittpunkte aller Öffnungszonen kennen. Für 'schnelle' Systeme, also bei Anwesenheit von Öffnungsfehler höherer Ordnung, ist nicht einmal die Zone 0.707 richtig, hier hängt die optimale Zone von der Verteilung der höheren Fehlerordnungen ab.
Möglicherweise gibt es Menschen, die aus Erfahrung bei allen denkbaren Fehlerverteilungen die optimale Zone erraten können und da dann die Schnittweitenmessung reproduzierbar genau durchführen. Wie ich oben versucht habe darzustellen, kann aus solchen Messungen aber nicht abgeleitet werden, wie groß der wellenoptische Farbfehler ist. Dies kann aber z.B. mit dem von Dir hier vorgestellten Verfahren erreicht werden.
In meinen Augen ist also Dein Verfahren B nicht nur reproduzierbarer (für normale Sterbliche) als Verfahren A, sondern sogar das einzige der beiden, das einen brauchbaren Wert liefert.

Gruß
Hans-Jürgen

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 12.10.2009 :  22:28:10 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Hans Jürgen,

vielen Dank für Deinen Beitrag. In Anbetracht der mehr oder weniger ausgeprägten sphärischen Aberration hab die SWD als axiale Abstände der "best Fokus"- Punkte für die einzelnen Wellenlängen aufgefasst. Nach meinen Vewrständnis passt das wohl zu Deinen Erläuterungen.

Zitat:
...In meinen Augen ist also Dein Verfahren B nicht nur reproduzierbarer (für normale Sterbliche) als Verfahren A, sondern sogar das einzige der beiden, das einen brauchbaren Wert liefert.


Freut mich sehr das ausgerechnet von Dir zu hören. Mit ist ja seit der erfolgreichen Fertigstellung meines 170 mm Schupmann- Medial bekannt, dass Du Dich mit Optik und Optikrechnung sehr gut auskennst. Ohne Dein Programm „Pointspread“ hätte ich das nämich nicht geschafft.

Der Fairnis halber möche ich noch folgendes anhängen: Mittlerweile hab ich zahlreiche Fremdinterferogramme nach Verfahren B ausgewertet und die Daten mit den angegebenen, nach Verf. A gewonnenen verglichen. In den Fällen wo man keine SA höherer Ordnung, Koma und Asti erkennen konnte war die Übereinstimmung der Daten erstaunlich gut. Nur bei I- Grammen die sichtbar durch durch Koma, Asti oder SA höherer Ordnung "durchseucht" sind passen die Ergebnisse nicht mehr zusammen. Die I-gramme im obigen Bild 5 ist dafür typisch.

Zum allgemeinen Verständnis: SA höherer Ordnung erfasst man quantitativ bei der Auswertung der Interferogramme. Dann sind in der Zernike- Tabelle neben "Spherical" auch die die Terme "2nd Spherical", "3rd Spherical" usw. mit relativ hohen Werten belegt. Ein zur Veranschaulichung erstelltes Beispiel sieht so aus:

Bild 9



Gruß Kurt

Bearbeitet von: Kurt am: 15.10.2009 22:15:38 Uhr
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KaStern
deaktiviert, auf eigenen Wunsch

Bhutan
2469 Beiträge

Erstellt  am: 15.10.2009 :  16:49:19 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt, hallo Hans-Jürgen,

das ist ja ein hochinteressanter Thread!
Kurt, ich finde es klasse daß du dir die Mühe gemacht hast den Vergleich
der beiden Meßverfahren, trotz des großen Zeitaufwandes, durchzuführen.

Dein Ergebnis, daß das Verfahren B reliabler ist und bei Anwesenheit
von sphärischer Aberation höherer Ordnung und/oder von irregulären Fehlern
das allein erfolgversprechende Verfahren ist überrascht mich nicht.

Die 0,707 Zone wird ja deshalb hergenommen, weil die außerhalb davon
gelegene Fläche gleich der innerhalb gelegene Fläche ist.
Die Lage der einer Farbe längs der optischen Achse kann die 0,707 Zone
aber nur dann hinreichend genau bezeichnen, wenn eben keine Kurven
höherer Ordnung involviert sind. Leider wird dieses Problem (wie auch
das Problem der Meßungenauigkeit beim Umgang mit der Mikrometerschraube)
von einigen Testern ignoriert, was zu teilweise abstrusen Resultaten
führt. Zum Beispiel ein 120mm f/7,5 Zweilinser ED mit angeblich
geringerem Farblängsfehler als ein Zeiss APQ.

Hans-Jürgen:
Jannst du vielleicht einmal als Beispiel einen zu lichtstark ausgeführten
zweilinsigen ED rechnen und dessen spherochromasie-Kurven hier präsentieren?
Zum Beispiel einen 120mm f/5 ?
An solch einem Beispiel könnte man das Problem verdeutlichen.

Viele Grüße, Karsten

"Der Mensch benutzt nur ein Drittel seines Gehirns zum Denken."
"Interessant. Und was macht das andere Drittel?"

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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 15.10.2009 :  22:14:50 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Karsten,

Zitat:
das ist ja ein hochinteressanter Thread!
Kurt, ich finde es klasse daß du dir die Mühe gemacht hast den Vergleich
der beiden Meßverfahren, trotz des großen Zeitaufwandes, durchzuführen...



Irgendwie bist Du mit daran schuld. Wenn ich mich recht erinnere hast Du vor mehr als einem Jahr in einer privaten Diskussion die Möglichkeit angesprochen, die letzendlich zum Verfahren B geführt hat. Ich hatte damals mangels eigenem Refraktor nicht so richtig hingehört. Später hatte ich dann meinen 5" ED, der im oben zitiereten Thread als Prüfling diente. Der kommt mir bei vis. Beobachtung immer noch recht farbrein vor aber irgendwann wollte ich es genauer wissen.

Zitat:
....Die Lage der einer Farbe längs der optischen Achse kann die 0,707 Zone
aber nur dann hinreichend genau bezeichnen, wenn eben keine Kurven
höherer Ordnung involviert sind. Leider wird dieses Problem (wie auch
das Problem der Meßungenauigkeit beim Umgang mit der Mikrometerschraube)
von einigen Testern ignoriert, was zu teilweise abstrusen Resultaten
führt. Zum Beispiel ein 120mm f/7,5 Zweilinser ED mit angeblich
geringerem Farblängsfehler als ein Zeiss APQ. ...

Nun sei mal nicht so streng, sondern vertraue auf die Lern-und Lesefähigkeit Deiner Mitmenschen. Vielleicht liest und versteht einer den das angeht auch das, was Hans Jürgen zu dem Problem geschrieben hat.
Zitat:
...Hans-Jürgen:
kannst du vielleicht einmal als Beispiel einen zu lichtstark ausgeführten
zweilinsigen ED rechnen und dessen spherochromasie-Kurven hier präsentieren?
Zum Beispiel einen 120mm f/5 ?
An solch einem Beispiel könnte man das Problem verdeutlichen.


Das würde ich ebenfalls sehr begrüßen. Wenn das zusätzlich in Zernikes anzugeben wäre könnte ich leicht die dazu passenden Interferogramme synthetisieren. Wahrscheinlich wird dabei so etwas nach Art von Bild 9 herauskommen.

Gruß Kurt

Bearbeitet von: Kurt am: 15.10.2009 22:18:36 Uhr
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KaStern
deaktiviert, auf eigenen Wunsch

Bhutan
2469 Beiträge

Erstellt  am: 15.10.2009 :  23:11:55 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt,

Zitat:
Wenn ich mich recht erinnere hast Du vor mehr als einem Jahr in einer privaten Diskussion die Möglichkeit angesprochen, die letzendlich zum Verfahren B geführt hat. Ich hatte damals mangels eigenem Refraktor nicht so richtig hingehört. Später hatte ich dann meinen 5" ED, der im oben zitiereten Thread als Prüfling diente.


auch wenn es etwas länger gedauert hat bis du meinen damaligen, noch etwas
unausgegorenen, Gedanken aufgegriffen hast ist es doch schön zu sehen,
daß diese Idee so gut funktioniert

Viele Grüße, Karsten

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 16.10.2009 :  20:13:24 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Karsten,
Zitat:
...auch wenn es etwas länger gedauert hat bis du meinen damaligen, noch etwas
unausgegorenen, Gedanken aufgegriffen hast ist es doch schön zu sehen,
daß diese Idee so gut funktioniert

ja, es hast schon etwas gedauert bis ich meinen ersten Bericht zum Thema Farbfehlermessung liefern konnte. Das lag aber weniger daran, dass die Ermittlung der SWD nach Verf. B angeblich sooo zeitraubend ist. Das dauert bei mir pro gemessener Wellenlänge nicht mehr als 20 Sekunden Zusatzaufand, nämlich den zur Berechnung der SWD mit dem Taschenrechner. Die dazu benötigten Zahlenwerte für Z3 bekommt man nämlich gratis mit der Zernike- Tabelle geliefert und zwar im Zuge der interferometrischen Vermessung des Refraktors. Ich kann mir nicht vorstellen, dass ein Prüfer mit Interferometer nur ausschließlich die SWD bestimmen würde. Dann hat ein Scherzkeks noch behauptet ich habe Verfahren B nur deshalb praktiziert weil ich mir keine Messuhr leisten könne. Richtig ist, ich habe meine 1/1000 mm Präzisionsmessuhr geschont und bei obigen Vergleich eine einwandfreie Messuhr mit nur 2 my Skalenteilung verwendet, siehe obiges Bild 4.

Gruß Kurt

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Rodger
deaktiviert

Wallis and Futuna Islands
837 Beiträge

Erstellt  am: 16.10.2009 :  20:41:13 Uhr  Profil anzeigen
Hallo K&K,
habe keine Ahnung von Eurem blablabla, aber bin seit langem der Meinung, dass man für visuelle Beobachter undfür Photographen verschiedene Okulare und auch Teleskope haben müsste.
Visuelle Beobachter brauchen grün und kurzwelliges (!) Blau, aber kein Rot; Photographen brauchen Rot.
Gruss
Rudi

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 16.10.2009 :  21:52:27 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Rudi,

Zitat:
...Visuelle Beobachter brauchen grün und kurzwelliges (!) Blau, aber kein Rot; Photographen brauchen Rot.
Gruss



das versteh ich nicht wie Du dazu kommst. Die meisten Menschen sehen durchaus die Farbe rot. Auch am Nachthimmel sieht man rote Sterne, den berühmten Großen Roten Fleck (GRF)auf Jupiter und ebenso die überwiegend rote Oberfläche von Mars, um nur einige Beispiele zu nennen. Daher ist es auch für die scharfe Abbildung bei vis. Beobachtung sowie Fotografie wichtig, dass rot mit den übrigen Farben möglichst in einem Fokus zusammenfällt, was aber nicht bei allen Refraktoren gelingt. Wie man das messen und beurteilen kann genau davon handelt unser "blablabla", auch in den eingangs zitierten Threads

Gruß Kurt


Bearbeitet von: Kurt am: 16.10.2009 21:54:57 Uhr
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Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 17.10.2009 :  17:51:09 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt,

nach einiger Zeit schaue ich auch mal wieder hier vorbei.
Du hast ja hier eine Interessante Untersuchung der Beiden Messverfahren gebracht, danke erst mal.
Zitat:
Das würde ich ebenfalls sehr begrüßen. Wenn das zusätzlich in Zernikes anzugeben wäre könnte ich leicht die dazu passenden Interferogramme synthetisieren. Wahrscheinlich wird dabei so etwas nach Art von Bild 9 herauskommen.


Wenn Interesse besteht kann ich Dir gerne die Zernikes für einen ED 120/905 den ich mal gerechnet habe zukommen lassen, das würde dann so aussehen.



Sag mir einfach welche Wellenlängen Dich interessieren und wo der Fokus liegen soll.
Das ist bei Oslo frei wählbar.
Ich schicke Dier dann für jede Wellenlänge gerne so einen Screenshot zu.
Im Beispiel ist Wellenlänge 1 ausgewählt also 546nm und der Fokus liegt ebenfalls dort (der Punkt bei Current).
Ich habe auch einige andere EDs gerechnet, wenn gewünscht rechne ich auch mal einen 120 f/5,was aber schon für diese Öffnung ein äußerst extremes Öffnungsverhältnis beim ED darstellt. Den würde ich mit N-KZFS2 / S-FPL53 rechnen, das bringt eine bessere sphärische Korrektur und damit einen geringeren Gaußfehler allerdings auch größere Schnittweitendifferenzen beim Farblängsfehler, unterm Strich aber noch mal ein besseres Ergebnis wie mit N-ZK7 was ich im Beispiel verwendet habe welches auch schon sehr gut ist.

Wenn Du möchtest kann ich aber auch gerne das Design hier noch mal reinstellen und Du kannst Dir die Zernikes auch selbst mit Oslo ermitteln.
Für Fragen diesbezüglich stehe ich gerne zur Verfügung.

Grüße Gerd

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 17.10.2009 :  21:04:58 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Gerd,

Zitat:
...Für Fragen diesbezüglich stehe ich gerne zur Verfügung.



Dein Hilfsangebot ist sicher nicht nur mir herzlich willkommen. Wenn ich das auf den esten Blick richtig erkannt habe, dann enspricht der Term [3] in Deiner Tabelle dem Term "Defokus" unter "openFringe". Enstprechend bedeuten die Terme [ 8], [15], [24] und [36] "Spherical", "2nd Spherical", "3rd Spherical" usw., richtig?

Bevor ich schlaue Fragen stellen und Wünsche präzisieren kann muss ich das erst einmal überschlafen. Nochmals Danke für Dein Angebot.

Gruß Kurt


Bearbeitet von: Kurt am: 17.10.2009 21:06:07 Uhr
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Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 17.10.2009 :  23:22:01 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt,

Zitat:
Wenn ich das auf den esten Blick richtig erkannt habe, dann enspricht der Term [3] in Deiner Tabelle dem Term "Defokus" unter "openFringe". Enstprechend bedeuten die Terme [ 8], [15], [24] und [36] "Spherical", "2nd Spherical", "3rd Spherical" usw., richtig?

ja genau so sollte es sein.
Ich habe jetzt mal einen ED 120/600 gerechnet, kann Dir also auch für den die Zernikes zukommen lassen.
Hier das Design.

// OSLO 6.4 15819 0 58668
LEN NEW "ED_120/600 N-KZFS2/S-FPL53" 599.59 6
EBR 60.0
ANG 0.5
DES "G. Duerung"
UNI 1.0
// SRF 0
AIR
TH 1.0e+20
AP 8.7268677908e+17
NXT // SRF 1
AIR
NXT // SRF 2
GLA N-KZFS2
RD 233.9
TH 5.265
NXT // SRF 3
AIR
RD 123.348
TH 1.07
NXT // SRF 4
GLA S-FPL53
RD 122.211
TH 20.822
NXT // SRF 5
AIR
RD -2120.0
TH 583.4435
NXT // SRF 6
AIR
TH -0.0000160973748
CBK 1
WV 0.55 0.4225 0.448 0.4735 0.499 0.524 0.5755 0.601 0.6265 0.652 0.6775
WW 0.98 0.02 0.04 0.09 0.28 0.69 0.89 0.58 0.28 0.08 0.01
END 6
SDSA On

Schnittweiten poste ich jetzt mal nicht, die liegen nämlich in der 0,7 Zone recht nah beisammen und ich fürchte Du würdest an den Werten zweifeln.
Deshalb wäre es mir lieb wenn Du Dir die Sache auch Selbst mal in OSLO anschaust und vielleicht meldet sich ja auch Hans-Jürgen mal und sagt was zu diesem Design.

Was ich aber auch gleich noch sagen will ist das es bei diesem extremen Öffnungsverhältnis recht schwierig ist eine vernünftige sphärische Korrektur hinzubekommen.
Der Gaußfehler ist hier doch recht groß.
Das zeigt einmal mehr das diese Schnittweiten allein oder ein daraus gebildeter RC Wert nicht immer eine objektive Einschätzung erlauben.
Im konkreten Fall sagen die nämlich fast nichts da der Gaußfehler der bei weitem dominierende Fehler ist.
Gerne kann ich Dir wenn gewünscht neben den Zernikes auch umfangreiche Darstellungen, vom Sphärochromasie Diagramm bis zur Polychromatischen MTF inklusive Wellenlängen und Gewichtungen zukommen lassen.

Grüße Gerd


Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2009 :  11:22:51 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Gerd,
Zitat:
....Ich habe jetzt mal einen ED 120/600 gerechnet, kann Dir also auch für den die Zernikes zukommen lassen.
Hier das Design...


leider hab ich bisher nur einige Übungen gemacht mit
OSLO EDU Edition 6.4.5 .
Beispiel:



Damit weiß ich wie man bestimmte Darstellungen aufrufen kann. Aber ich sehe noch nicht ob und wie ich Dein Beispiel übernehmen und an die Zernikes kommen könnte. Das wäre mir fürs erste auch gar nicht so wichtig. Dagegen fände ich die Darstellung von synthetischen Interferogrammen für den von Karsten vorgeschlagenen und von Dir gerechneten Extemfall ED 120/600 schon recht lehrreich im Hinblick auf den Sinn von SWD Messungen, eben weil dabei der Gaußfehler recht groß ist und vermutlich aus SA höherer Ordnung deutlich wird.

Meines Wissens kann man mit OSLO keine synthetischen I-Gramme produzieren. Das geht aber mit „openFringe“ problemlos und auch ganz fix, wenn man die Zernikes für die „Sphericals“ sowie „Defokus“ hat. Wenn Du also die Listen der entsprechende Liste der entsprechenden Zernikes für die 3 klassischen Wellenlängen 486, 546 und 656 nm bei „Fokussierung" auf 546 nm und "on axis" liefern könntest stricke ich daraus erst einmal die syth. I-Gramme für die 3 Wellenlängen. Danach könnte man nach Methode B die SWDs ermitteln und mit den Ergebnissen gemäß OSLO vergleichen.

Vielen Dank im Voraus

Gruß Kurt

Bearbeitet von: Kurt am: 18.10.2009 11:24:36 Uhr
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Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2009 :  13:27:02 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt,

hier erst mal die gewünschten Zernikes des ED 120/600.
Für 546nm



für 486nm



und für 656nm



Der Fokus liegt immer bei 546nm.
Zitat:
Damit weiß ich wie man bestimmte Darstellungen aufrufen kann. Aber ich sehe noch nicht ob und wie ich Dein Beispiel übernehmen und an die Zernikes kommen könnte.

Da Du ja schon Oslo installiert hast und einige Darstellungen abrufen kannst ist das eigentlich gar nicht so schwierig.
Ich habe ja eine funktionsfähige Oslo Datei hier reingestellt, diese musst Du lediglich hier markieren und in den Windows Editor hineinkopieren.
Nun musst Du die Datei nur noch auf deinem Computer abspeichern, dabei versiehst Du sie gleich mit der richtigen Endung .len so das diese mit Oslo verknüpft wird.
Wenn Du diese jetzt öffnest ist bereits alles eingegeben und Du kannst sofort alles ansehen was Dich interessiert.
Spiel am besten erst mal bisschen rum und schau Dir in den Übersichtsdarstellungen alles an , wie Du zu den Zernikes kommst kann ich Dir ja beim nächsten Beitrag gerne sagen wenn Du möchtest.
Wichtig wäre vielleicht noch zu erwähnen das im Diagramm „Cromatic Fokal Shift „ die Schnittweiten der Paraxialstrahlen dargestellt werden, nicht etwa die der 0,707 Zone oder jene die sich über Z3 ergeben.
Das war mir nämlich anfangs auch nicht so recht klar weshalb ich deswegen mal Hans-Jürgen auch gefragt hatte.

Grüße Gerd

Bearbeitet von: am:
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Kurt
Forenautor im Astrotreff

Germany
7060 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2009 :  17:52:04 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Gerd,

vielen Dank für die Datentabellen. Dabei ist mir nur die Bedeutumg von Term [0] sowie [16] und [36] nich klar. Die scheinen nicht in das Schema von „openFringe“ zu passen Ich habe sie zwar in die Listen eingegeben aber für die Simulation der I- Gramme nicht aktiviert(Beispiel für 486 nm):

Bild 10

Unter dieser Voraussetzung kommt folgendes heraus:

Bild 11



Die Strehlzahlen sowie die RMS- Werte sind mit „openFringe“ berechnet. Die passen haargenau zu den RMS OPD- Werten Deiner OSLO- Tabellen.

Wenn Du keine nennenswerten Fehler erkennen kannst würde ich jetzt die obigen I-Gramme nach Verf. B auswerten und die resultierenden SWDs sowie RMSs mit Strehlzahlen auflisten.
Zitat:
....Da Du ja schon Oslo installiert hast und einige Darstellungen abrufen kannst ist das eigentlich gar nicht so schwierig....


OK, vielen Dank. Jetzt weiß ich dass ich mit meiner Version sinnvoll weiterüben kann.

Gruß Kurt

Bearbeitet von: Kurt am: 26.10.2009 18:59:25 Uhr
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Gerd-2
Altmeister im Astrotreff

Deutschland
1020 Beiträge

Erstellt  am: 18.10.2009 :  21:44:01 Uhr  Profil anzeigen
Hallo Kurt,

zu den fraglichen Thermen kann ich leider auch nichts weiter sagen.
Die Ergebnisse Deiner Simulation und die Werte die ich mit Oslo erhalte stimmen aber gut überein.
Wellenlänge… Strehl……RMS
546nm………….0,947…..0,037
486nm………….0,31…….0,162
656nm………….0,65…….0,102
Das scheint also so gut zu klappen und Du kannst mal eine Auswertung nach Verfahren B vornehmen.

Grüße Gerd

Bearbeitet von: Gerd-2 am: 18.10.2009 21:48:41 Uhr
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