Sphäre testen mit PDI und OF

Liebe Interferometrie-Spezialisten,

ich habe Fragen zum Testen eines konkaven sphärischen Spiegels mittels PDI und Auswertung mit openFringe über die Streifenauswertung (kein FFT).

Spiegeldaten: Durchmesser 86mm, ROC 704mm, f/4.1, Dicke 12mm
Der Spiegel soll als Referenzsphäre für einen Cassegrain Sekundärspiegel dienen.

Teststand: Laserdiode und PDI-Plättchen befinden sich zusammen auf einem beweglichen Teststand.

PDI und OF habe ich bereits für den 12" Hauptsiegel erfolgreich verwendet, soweit kenne ich mich aus. Nur mit der FFT-Analyse bin ich nicht zurechtgekommen und möchte diese vermeiden. Die Streifenauswertung reicht mir aus.

Meine erste Frage:
Was gebe ich im "Fringe Spacing Dialog" an, "Revese Direction" oder nicht?
Bei der Parabel war das recht einfach am Vorzeichen der konischen Konstante sichtbar. Das geht natürlich bei der Sphäre nicht mehr.
Meine Interferogramme sehen so aus, dass ich mindestens einen geschlossenen Ring sehe und dort zu zählen beginne. Indem ich zuerst parallele Streifen einstelle, weiß ich auch die Richtung des eingestellten Defokus. Jetzt ist also konkret die Frage: Ist der Defokus so, dass ich den Teststand in Richtung Spiegel gestellt habe, muss ich dann "Revese Direction" wählen oder nicht?

Meine zweite Frage:
Ist es möglich, dass ich einen Astigmatismus sehe, weil Laserdiode und Fokus etwas off-axis liegen?
Der laterale Abstand von Laserdiode zum Fokus beträgt etwa 8mm. Der gemessene Astigmatismus liegt im Bereich von lambda/5 Oberflächenfehler.
Ein Drehen des Spiegels um 90° ändert den Astigmatismus nicht. Ich kann mir aber nicht vorstellen, dass hier ein Astigmatismus aufgrund von Spiegellagerung entsteht, auch wenn der Spiegel nur an einem Punkt unten aufsteht.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo Leute,

die Frage zur Richtung der Streifen scheint wohl nicht einfach zu beantworten zu sein. Ich bin auf eine Diskussion gestoßen, bei der diese Schwierigkeit auch aufkam: http://www.astrotreff.de/topic…ID=208032&SearchTerms=pdi

Mittlerweile habe ich die Antwort gefunden. Ich habe nochmals den Foucault-Tester aufgebaut und konnte so einen mittleren Berg erkennen. Dieser war zwar schwach (lambda/7) aber eindeutig erkennbar.
Demnach muss ich bei der Auswertung in openFringe "reverse" wählen, wenn ich beim innersten Kringel zu zählen beginne. Dies war auch bei der Vermessung meines 300mm Parabolspiegels schon so.

Ob der eingestellte Defokus einen Einfluss hat, weiß ich im Moment noch nicht. Ich werde nochmals Interferogramme intra- und extrafokal aufnehmen.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo nochmals,

ich habe noch eine weitere Frage:

Beim PDI handelt es sich doch um ein "single pass" Interferometer, da die Referenzwelle erst auf dem Rückweg im Pinhole des Plättchens erzeugt wird: 1 fringe, also 1 lambda OPD ist gleichzusetzen mit 1 lambda Oberflächenfehler. Deshalb wähle ich in openFringe auch "1 wave". Sehe ich das richtig?

Jetzt habe ich vor, den konvexen Sekundärspiegel gegen das konkave Prüfglas zu messen. Beleuchten werde ich mit der Laserdiode, das Streifenmuster fotografieren und auswerten mit openFringe. Das ist im Prinzip ein Fizeau Interferometer, die Referenzwellenfront läuft den Weg zwischen Referenz- und Prüffläche zweimal: 1 fringe, also 1 lambda OPD ist gleichzusetzen mit 1/2 lambda Oberflächenfehler. Deshalb wähle ich in openFringe jetzt "1/2 wave". Sehe ich das richtig?

Viele Grüße,
Andreas

Hallo,

hier der Nachtrag zur Richtung der Fringe-Zählung:

Linke Spalte:
Intrafokal aufgenommes Interferogramm.
Auswertung mit geschlossenem Ring als erstem fringe und "reverse direction".

Rechte Spalte:
Extrafokal aufgenommes Interferogramm.
Auswertung mit geschlossenem Ring als erstem fringe ohne "reverse direction".

Die Ergebnisse stimmen gut überein, jedenfalls sind die Wellenfronten nicht zueinander invertiert. Dass es sich tatsächlich um die richtige und nicht invertierte Wellenfront bzw. Topographie der Fläche handelt, zeigt aber nur ein Vergleich mit einer unabhängigen Messung wie etwa ein Foucaulttest.

(==>) Michael
Die OPD ist doppelt so groß wie der Oberflächenfehler, das sehe ich genau so.
Dennoch ist es ein "single pass" Interferometer, da ich nur einmal an der zu prüfenden Oberfläche reflektiere. Ein "double pass" Interferometer wäre zum Beispiel ein Test in Autokollimation mit zweifacher Reflexion an der Prüffläche.
Morgen dazu mehr, ich warte noch auf das Freischalten eines Bildes.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo zusammen,

ich hatte die Gelegenheit, den Spiegel an einem Zygo-Interferometer (Fizeau) zu messen. Das hiermit aufgenommene Interferogramm habe ich zusätzlich mit openFringe ausgewertet. Den Vergleich habe ich in einem Screenshot festgehalten:

In der Zygo-Software ist bereits der Skalierungsfaktor 0.5 berücksichtigt, so dass man die Topologie der Oberfläche sieht. Das äquivalente Ergebnis erhält man in openFringe (obere Auswertung), wenn man ebenfalls "0.5 wave per fringe" vorgibt.
Wählt man "1 wave per fringe" (untere Auswertung), erhält man wie erwartet den Wellenfrontfehler mit den doppelten Werten. Stellt man in der Zygo-Software die Einheit von "wave" auf "fringe" verdoppeln sich die Werte. Also alles in sich konsistent.

Vergleiche ich mit den Interferogrammen, die ich mit dem PDI aufgenommen habe, erhalte ich vergleichbare Werte für den Wellenfrontfehler bzw. Oberflächenfehler.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo nochmals,

auch auf meine zweite Eingasfrage zum Astigmatismus habe ich eine Antwort gefunden. Zuerst über Versuche mit einem Optik-Rechenprogramm, dann habe ich eine Formel gefunden, als ich etwas zum Bath-Interferometer gelesen habe.

Was ich beobachtet habe ist der Astigmatismus aufgrund der off-axis Abbildung: Laserdiode -> Spiegel -> Laserdiode, aber eben mit einem leichten Winkel, sodass der Fokus etwas neben der Diode liegt, damit man mit PDI überhaupt messen kann.

Für den dadurch eingebrachten Astigmatismus gilt:

OPD = x^2 / (128 * N^2 * f)

x = lateraler Abstand Lichtquelle - Fokus
N = Öffnungszahl
f = Brennweite

Bei gegebenem Abstand x und gegebenem Öffnungsverhältnis ist der Astigmatismus also umgekehrt proportional zur Brennweite.

Für einen typischen Teleskopspiegel wie etwa meinen 12" f/4.2 ergibt sich mit x=8mm ein vernachlässigbar kleiner Wert von OPD = lambda/28.

Für den kleinen Spiegel mit der geringen Brennweite von 352mm ergibt sich bei ebenfalls x=8mm aber ein deutlich sichtbarer Wert von OPD = lambda/7.

Damit sind meine beiden Anfangsfragen geklärt. Auch wenn ich alles selbst beantworten konnte, hat es mir unheimlich geholfen, das hier aufzuschreiben. Somit verabschiede ich mich erst einmal aus diesem Thread, bevor ich noch zum Alleinunterhalter werde [;)]

Andreas