Politur 12" Cassegrain Hauptspiegel

Hallo zusammen!

Ich beginne erst mit ein paar Hintergrundinfo zu meinem Vorhaben: Endziel ist es, einen Cassegrain im Selbstschliff zu bauen. Der hat einen parabolischen Hauptspiegel. Somit kann man auch einen Newton betreiben, falls der Sekundärspiegel nicht gelingt. Der Newton ist das Zwischenziel mit den Daten: 12" f/4.22.

Ach ja, zuvor habe ich zur Übung schon einen 115mm f/5.3 geschliffen. Ein Foucaulttester ist vorhanden. Als Infoquellen habe ich natürlich das Forum hier, Stathis Seiten, als Literatur Texerau und Lecleire.

Der Grob- und Feinschliff ist durch, sphärisch auspoliert ist er auch. Jetzt bin ich am Parabolisieren und hoffe, hier einige Tipps zu bekommen. Entscheidender Unterschied zu einem "gewöhnlichen" Hauptspiegel ist das zentrale Loch im Spiegel und die fehlende Pechhaut an der entsprechenden Stelle im Tool:

Einige Zeit habe ich schon mit dem Parabolisieren verbracht und habe jetzt das Gefühl etwas herumzueiern --- bin noch in der Lernphase.
Die aktuelle Auswertung der Foucaultmessung ergibt forgendes Bild:

Die äußeren beiden Zonen sind schon deutlich überkorrigiert, der Krümmungsradius zu groß und damit der Spiegel in diesen Zonen zu flach. Interpretiere ich das richtig, die einzige Möglichkeit das zu korrigieren ist, in der Mitte weiter abzutragen, erst einmal ungeachtet was in den inneren Zonen im Detail passiert. Welcher Strich ist dazu geeignet? Die gewöhnliche Strichführung wie beim Parabolisieren von der Mitte heraus?
Mir ist bisher aufgefallen, dass die Mitte gerne zurückbleibt, also zu flach wird. Ich vermute, aufgrund der fehlenden Pechhaut in der Mitte. Eine dichtere Strichführung am Rand als in der Mitte scheint mir vorteilhaft zu sein.

Ich bin gespannt auf eure Kommentare, Anregungen, Tipps, ...

Viele Grüße,
Andreas

Hallo Kurt, Hallo Kay,

danke für eure Vorschläge.

Der Spiegel hat 25mm am Rand, 20mm am Loch. Vielleicht sieht das auf dem Foto dünner aus.
Eine Interferometermessung hatte ich später geplant. Aber es ist völlig richtig, je früher man die ganze Fläche prüft, desto besser.
Momentan komme ich mit dem Foucaulttest ganz gut klar. Ich mache immer zwei Messungen über alle Zonen, die Abweichungen liegen maximal bei wenigen 0.01mm. Auch sehe ich schon direkt bei der Messung von Zone zu Zone, ob es passt, es muss ja immer ein Wert von 0.6mm in Längsrichtung sein.

Fragen zu weiteren Vorgehen beim Polieren:

Ringtool:
So wie ich das aus anderen Beiträgen gelesen habe einen Stern in die Mitte ins Pech pressen. Die Spitzen sollten dann bei einem Durchmesser von ca. 250mm liegen. Ist das so richtig? Was nehme ich als Stern? Backpapier fällt mir z.B. ein.

Subtool:
Ich glaube ich habe noch Glasscheiben in der Größe um ca. 80mm, die sind mit 10mm aber vielleicht zu dünn um sie richtig zu packen. Ich könnte auch den ausgebohrten Kern des Hauptspiegels verwenden, der hat aber nur 63mm Durchmesser. Ist es denn in Ordnung, wenn die Fläche des Subtools plan ist, und die Spiegelform nur ins Pech eingedrückt ist? Auf den kleinen Durchmesser ist das nur wenige 0.1mm Pfeiltiefe.

Gedanken zum Interferometer:

Zygo GPI 4":
Ich bin in der glücklichen Lage, ein solches Interferometer in der Firma nutzen zu können. Der Nachteil ist, ich müsste jedes mal meinen Spiegel samt Halterung und Fotostativ (der Messtisch ist nur 2 Meter lang) mitnehmen. Das würde dann frei im Raum stehen, wo ständig Leute drumherum laufen. Vielleicht so nach Feierabend zum Abschluss machbar, aber nicht zum zwischenzeitlichen Messen. Für die Prüfung des Sekundärspiegels ist das Interferometer aber eine sehr elegante Option.

PDI:
Danke für den Link. Ich hatte das früher schon mal entdeckt aber nur schnell überflogen, weil ich dachte zu aufwendig. Jetzt habe ich bemerkt, ist es gar nicht, und bei M. Koch bekommt man einige Sachen. Einen X-/Y-Kreuztisch habe ich schon für die Foucault-Mimik. Nur kameratechnisch sieht es schwierig aus, ich habe keine DSLR und Handykamera oder einfache Digiknipse sind vielleicht ungeeignet. Ich versuche mal etwas mit der Toucam oder DMK zu bauen. C-mount-Objektive gibt es sicherlich günstig bei eBay. Wie wichtig ist denn die Bildqualität, gerade im Hinblick auf Verzeichnung, denn ich werte ja schließlich die Form von Interferenzmuster aus?

Viele Grüße,
Andreas

Hallo,

mir ist gerade noch etwas eingefallen:
Es ist beim Polieren MOT unheimlich praktisch, den Spiegel mit dem Daumen am Loch zu greifen. Besteht denn die Gefahr, dadurch eine andere Druckverteilung zu erzeugen, als gewöhnlich beim Führen am Rand? Kurt, hast du dazu Erfahrungen gemacht?

Gruß,
Andreas

Hallo Kurt,

der Spigelrohling ist von Stathis, deshalb die 25mm. Immerhin wurde die Rückseite vorher plangeschliffen.

Nochmals Ringtool :
Jetzt bin ich verwirrt, du schreibst "sternförmige Begrenzung innen", also das Sternpapier vom äußeren Spiegelrand bis zum Innendurchmesser. Somit wird dann der innere Bereich abgetragen. Der äußere Bereich ist schon zu flach.
Ich dachte erst andersrum, ein innerer Stern mit 250mm Durchmesser damit das Tool nur außen am Hubbel auf Zonen 5 und 6 greift. Aber dann würde ich weiter außen noch mehr abtragen, genau das Gegenteil was ich möchte. Im Prinzip müsste ich außen etwas darauf polieren können. [:D]
Ist diese Überlegung richtig?

Viele Grüße,
Andreas

Hallo,

ich habe jetzt mit Ringtool und kurzen Strichen ToT poliert. Abschließend habe ich kurz MoT poliert, 4/5-Striche mit viel seitlichem Überhang.

Wie Kurt schon vermutet hat, ist mit Ringtool wirklich ein hoher Zentralberg entstanden. Die beiden inneren Zonen hatten zwischenzeitlich sogar gleichen Krümmungsradius. In den beiden äußeren Zonen konnte ich am Ende aber die Überkorrektur von 170% auf noch etwas über 100% verringern.

Das Ergebnis sieht jetzt so aus:

Ich werde diese Methode in sehr kurzen Intervallen weiter anwenden und versuchen, den verbleibenden Wulst und Zentralberg zu entfernen. Evtl. ist es besser, bei MoT ohne seitlichen Überhang.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo,

ich kann Neues über den Fortgang der Politur berichten. Es sah so aus, als wäre ich schon fast fertig gewesen. Durch die Retouche mit dem Sterntool habe ich mir schließlich doch noch den Rand versaut. Deshalb bin ich wieder zurück zur Sphäre und habe von neuem parabolisiert.

Zwischenzeitlich habe ich mir ein PDI gebaut. Die Interferogramme lassen sich mit etwas Geduld auch mit einer einfachen Digiknipse aufnehmen. Wie schon beim Foucaultest verwende ich ein kleines 4x-Fernrohr (aus dem Mikroskopiebereich), wodurch der Spiegel fast formatfüllend im Gesichtsfeld erscheint.

Desweiteren habe ich einen Drehtisch. Allerdings ist der Motor relativ schwach und hat gerade bei Stichen mit seitlichen Überhand doch viel zu kämpfen.

Nun zum aktuellen Stand. Ausgewertet habe ich insgesamt 8 Interferogramme, davon 4 in 0°-Stellung und 4 in 90°-Stellung. Jeweils jedes dieser 4 Interferogramme habe ich mit Einstellung der fringes in verschiedene Richtungen aufgenommenen. Mittelung aller 8 Interferogramme (natürlich die entsprechenden zurückgedreht) liefert folgendes Ergebnis:

Ein Strehl von 90% ist schon mal gut, ich möchte es aber noch besser machen. Der Spiegel ist etwas überkorrigiert, zudem sieht man einen Astigmatismus.

Die Strategie ist, den Astigmatismus TOT mit Volltool anzugehen und unter den Spiegel einen ca. 2-3cm breiten Stoffstreifen zu legen. Liege ich richtig, den Streifen in die Richtung der erhöhten Wellenfront zu legen, also was im Interfergrogramm rosa erscheint?

Viele Grüße,
Andreas

Hallo Kay,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hat das einen Grund warum du die zentrale Bohrung schon eingebracht hast? Und wie bist du damit beim Polieren klar gekommen? <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

der Grund ist einfach, es stand so im Buch (Lecleire). Da ich diesbezüglich keinerlei Erfahrung hatte, habe ich es einfach befolgt.
Vor Beginn habe ich den Rohling angebohrt und dabei ca. 3mm stehengelassen (spätere Pfeiltiefe 4.4mm). Die Bohrung habe ich mit Gips gefüllt und mit Lack versiegelt. Bei der vorletzten Körnung im Feinschliff habe ich dann den Kern entfernt.

Das Polieren geht mit Loch ganz gut. Lediglich bei TOT läuft relativ viel Poliermittel in die Mitte ins Loch. Ich musste dann deutlich öfter neu beschicken als bei MOT.

So als Nebeneffekt ist das Loch übrigens hervorragend für das Handling, beim Polieren MOT, beim Transportieren und beim Säubern. Bei der Größe von 12" kann man die Schiebe gut mit einer Hand halten, ähnlich einer Bowlingkugel.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo,

ich war ungeduldig und habe gestern schon eine Poliersession mit Volltool gemacht:
10 min der Hyperbel entgegenwirken: TOT, Figur-8, zentral, 1/3 Überhang.
5 min Astigmatismus angehen: TOT, W-Strich, viel Überhang, Stoffstreifen unter Hauptspiegel
5 min Glätten: TOT, W-Strich, 1/3 Überhang.

Die Interferogramme muss ich noch genauer auswerten. Ein erster Blick hat gezeigt: Astigmatismus deutlich zurückgegangen. Spiegel jetzt etwas unterkorrigiert (conic -0.95). Werde jetzt noch 5 min MOT parabolisieren, dann könnte es ganz gut aussehen.

Sollte noch Astigmatismus da sein, werde ich mit Subtool oder Handballen versuchen. Ich muss gestehen, ich scheue noch vor der ganzen Pechgießerei für das Subtool. Aber wenns gut werden soll ...

Viele Grüße,
Andreas

Hallo Kai,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist doch wirklich kein Problem.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Da hast du recht!

Zumal ich noch das Tool meines 115mm Spiegels habe. Pech ist schon drauf, muss ich nur noch anpassen. Die 115mm entsprechen ziemlich genau der Breite von Rand bis Loch.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo Astrofreunde,

mal wieder ein Update meinerseits, mit der großen abschließenden Frage: Fertig oder weitermachen?

Zwischenzeitlich ist viel passiert: Einige Polier-Sessions mit wechselweise Volltool, 115mm Subtool und 60mm Subtool. Umfangreiche PDI-Messungen und Auswertungen. Zudem ein Rückschlag mit der Messtechnik: Ich hatte aus Versehen die Laserdiode mit 12V versorgt, definitiv zu viel.

Vorweg kurz etwas zur Spiegellagerung und Spiegelzelle:

6-Punkt-Auflage, optimiert nach PLOP, paarweise auf einer Wippe. Auflage ist 3mm starker Filz. Die seitliche Führung erfolgt über ein Alurohr in der zentralen Bohrung. Zwischen Alurohr und Bohrung ist gut 1mm Spiel, welches durch einen dünnen 1mm-Filz eliminiert wird. Der Spiegel sitzt gut auf dem Rohr, aber nicht stramm. Gegen Herausfallen wird der Spiegel mit einem zentralen Überwurfring gehalten. Hier ist auch der dünne Filz zwischen Spiegel und Ring. Nachteil dieser Konstruktion ist eindeutig der zu weiche Filz. Bei horizontaler Lagerung kann der Ring etwas weiter eingeschraubt werden als bei vertikaler Lagerung. Das Spiegelgewicht drückt den Filz etwas ein.

PDI-Messungen:
Bei den Messungen war der Spiegel bereits in der Spiegelzelle eingebaut, die Ausrichtung war vertikal. Gemessen habe ich in vier Positionen mit einer seitlichen Markierung auf 3-/6-/9-/12-Uhr. Gedreht wurde nur der Spiegel aber nicht die Zelle. Für jede Position habe ich 4 Interferogramme mit verschiedener Streifenausrichtung aufgenommen. Ich konnte immer ca. 12-15 Streifen erreichen, bei mehr Streifen war der Kontrast zu gering. Verwendet habe ich immer die 6.3µm-Löcher des PDI.

3-Uhr Position:

6-Uhr Position:

9-Uhr Position:

12-Uhr Position:

Die Ergebnisse sehen meiner Meinung schon ganz gut aus. Eine Mittlung über alle vier Spiegelstellungen ergibt 98% Strehl und -1.01 Conic.
Die 9-Uhr Position ist deutlich schlechter als die anderen - möglicherweise ein Problem bei der Spiegellagerung in dieser Stellung.
Auch konnte ich beobachten, dass ein handfestes Anziehen des Halterings zu einer Überkorrektur um zusätzliche -0.02 Conic führt.

Erst kürzlich habe ich das Teleskop in Newton-Konfiguration fertiggestellt und konnte mit dem noch unbeschichteten Spiegel einen Sterntest (Wega) durchführen. Die Aufnahmen habe ich mit einer DMK erstellt, im Primärfokus ohne weitere Zusatzoptik, jeweils Summenbild aus ca. 1000 frames, keine Schärfung. Links ist intra- und rechts extrafokal dargestellt:

Man erkennt eine Überkorrektur, deren Größe ich allerdings nicht recht einschätzen kann. Könnte das zu den PDI-Daten und einer konischen Konstante von -1.01 passen?
Für den späteren Cassegrainfokus wäre eine leichte Überkorrektur nicht hinderlich. Ich muss dann eben die konische Konstante des Sekundärspiegels anpassen.

Ein abfallender Rand als Ursache für den hellen äußeren Ring würde ich sogar ausschließen. Mit einem Komakorrektor (TV Paracorr universal) und dem Okular etwas außerhalb seiner optimalen Fokuslage (plus einige mm) bekomme ich sehr symmetrische Beugungsfiguren intra- und extrafokal. Bei der nächsten Gelegenheit werde ich auch mit einem Ronchiokular testen.

Was meinen die Experten zu den hier dargestellten Daten?
Soll ich aufhören und den Spiegel zum Beschichten geben?
Lohnt es sich, die Überkorrektion anzugehen?

Viele Grüße,
Andreas

Hallo zusammen,

es ist vollendet, mein Spiegel ist vor kurzem vom Beschichten zurück. An dieser Stelle vielen Dank an Kai und Kurt für das Angebot einer reinen Alu-Beschichtung. Ich hatte mich letztendlich für eine Beschichtung mit Schutzschicht entschieden. Der Spiegel ist fest im Tubus montiert und kann zum Schutz nicht schnell ein- und ausgebaut werden.

Zum Abschluss bräuchte ich noch eine Einschätzung von den Experten. Der Beschichter meinte, der Spiegel hätte noch relativ viele Löcher (ca. 10 pro cm^2) und wäre nicht komplett auspoliert. Immerhin stecken knapp 30 Stunden Polierzeit drin.
Wenn ich den Spiegel mit bloßem Auge betrachte, sehe ich keine matten Stellen, es sieht eigentlich alles gut aus. Ich habe mal ein Foto gemacht, mit sehr heller Beleuchtung: Den Spiegel samt Zelle auf den Boden gelegt, mit Spiegelung der Zimmerdecke, wobei sich im Bereich der zentralen Bohrung eine Halogenlampe befindet.

Mittlerweile konnte ich den Spiegel in der Newton-Konfiguration draußen testen. Allerdings waren die Bedingungen eher schlecht.
Am ersten Abend vor einer Woche hatte ich etwa eine Stunde, bevor es langsam aber unaufhaltsam zu nebelte. In dieser Zeit hatte ich die Justage am Stern und noch einen Sterntest geschafft. Der Sterntest sah sehr gut aus, rund und beiderseits des Fokus gleich.
Heute, am zweiten Abend, zeigte sich der Mond immer wieder mal zwischen den Wolkenlücken. Das Seeing war aber nicht gut, sehr viel Wabern, aber kein matschiges Bild. In den kurzen besseren Momenten kontrast- und detailreich, mit Rimae Plato und grenzwertig einem Kleinkrater in Plato.

Viele Grüße,
Andreas