PDI besser in 4 Positionen messen

  • Hallo Allerseits,


    ich hatte mir einen 12,5-Zöller Parabolspiegel F4.5 mit Foucault-Methode hergestellt, den mir Kurt Schreckling freundlicherweise verspiegelt hatte.


    Nun habe ich aber zwischenzeitlich auch ein PDI-Interferometer (Typ 2 von Michael Koch). Damit habe ich festgestellt, dass der Spiegel leider noch einen Rest-Asti hat, der den Strehl auf ca. 85% gedrückt hat. Es war nämlich so, dass der Spiegel ursprünglich noch viel mehr Asti hatte, jedoch konnte ich den mit Foucault nach der Jing-Jang_Methode nicht komplett beseitigen. Asti sieht man eben nicht so gut im Foucault.


    Also beschloß ich, den Spiegel nachzuarbeiten. Dabei ist mir folgendes aufgefallen, was bisher noch nirgendwo diskutiert wurde und ggfs. von allgemeinem Interesse ist.


    Zufällig hat der Spiegel nämlich auch etwas Koma, was die Messung mit dem PDI beeinflusst. Koma wird ja bei der Auswertung deaktiviert, weil später rauszentrierbar, jedoch beeinflußt es die Messungen in für mich überaschender Weise.

    Dazu folgende PDI-Ergebnisse (mit OpenFringe 14.1 ermittelt) in Zernike-Darstellung:


    Messung 0 Grad:


    Messung 180 Grad:


    Messung 90 Grad:


    Messung 270 Grad:


    Wie man sieht, unterscheiden sich die Messungen 0 Grad von 180 Grad und 90 Grad von 270 Grad.


    So kann man auch die Summe von 0 Grad und 90 Grad mit der Summe von
    180 Grad und 270 Grad vergleichen:


    0 Grad + 90 Grad:


    180 Grad und 270 Grad:


    Auch die unterscheiden sich etwas, nicht viel, aber messbar. Ursache kann nur die Asymmetrie durch Koma-Fehler sein, weitere bipolare Asymmetrien gibt es ja (vermutlich?) nicht.


    Addiere ich nun aber beide Summen, erhalte ich die Überlagerung für alle 4 Richtungen:



    und der Strehlwert steigt nochmals etwas an (das ist kein Wunder, denn ich habe den Spiegel ja hinsichtlich der Überlagerung aller 4 Positionen optimiert).


    Der Effekt ist eindeutig reproduzierbar.


    Ich messe übrigens immer mit Zentral-"Kringelgrammen", das leuchtet den Spiegel besser aus und gibt stabilere Strehl-Messwerte je Einzel-Interferogramm. Geringere Streuung ist ja doch ein Qualitätsmerkmal wenn es auf gute Genauigkeit ankommt.


    So sehen die I-Gramme dann üblicherweise aus:



    Die zentrale Leuchtkeule des Lochs (ich verwende eher kleine Löcher) muss voll mittig das I-Gramm ausleuchten, dann ist es sehr kontrastreich. Für jede Position nehme ich dann 8 Bilder auf. Somit fließen 32 Interferogramme je Endergebnis ein.


    Also, wenn Ihr Koma im Spiegel habt, solltet Ihr besser in 4 Positionen messen. Es kann auch nicht schaden generell in 4 Positionen zu messen, dann werden jedwede bipolare Asymmetrien herausgemittelt. Evtl. führt der Prüfstand auch solche Asymmetrien ein, ich kann es jedenfalls nicht ausschließen.



    klare Grüße
    John

  • Hallo,


    ach so, ich wollte noch zeigen, wie groß der Komafehler als solches eigentlich ist.
    Der ist nämlich gar nicht mal so groß. Hier die Zernike-Auswertung mit aktiviertem Koma-Term:



    Wenn also euer Spiegel noch mehr Koma hat, wird der obige Effekt noch stärker zuschlagen.


    klare Grüße
    John

  • Hallo John.


    Dies ist ein interessanter Bericht mit einen erweiterten technischen Aufwand.
    Leider bekommst du auf diese Weise wohl ein gutes Ergebnis aber nicht das richtige
    Ergebnis von deinen Spiegel.
    Da die Ergebnisse klein sind kann man trotzdem sagen dass dieser Spiegel gut ist.
    Dass man Messungen im 4er Takt oder sogar im 5er Takt machen soll ist hier schon
    oft diskutiert worden. Du hast es bloß nicht gesehen.
    Nun zur Sache.
    Wenn du das wahre Ergebnis von deinen Spiegel bekommen willst, musst du den 4er Takt anders machen.
    Weil hier spielen 4 verschiedene Astigmatismen zusammen.
    A_ Der Spiegel eigene Astigmatismus.
    B_ Der Prüfstandastigmatismus der durch Strahlenbündelabstand entsteht.
    C_ Der Lagerungsastigmatismus der durch das Einknicken des Spiegels entsteht.
    weil die hohle Seite weniger Stützmaterial hat.
    D_ Der Prüfgerätastigmatismus, im Fall dass dieses einen hat. Aber der ist beim PDI Interferometer ja auf 0,0.
    Beim Bath Interferometer könnte der Teilerwürfel und der Umlenkspiegel einen kleinen Fehler haben.


    Daher ist es richtig wenn du in allen 4 Positionen mehrere Interferogramme machst, aber auf
    eine andere Art mittelst.
    Richtig ist- wenn man die 90° die 180° und die 270° Interferogramme vor dem Auswerten
    um ihren Winkelbetrag zurück dreht und dann diese Ergebnisse mit den 0° Ergebnissen mittelt.
    Dabei werden die Spiegeleigenen Ergebnisse überlagert und die anderen Ergebnisse verschmiert gemittelt.
    Vielleicht kannst du dass noch machen. Dann hast du das wahre Ergebnis von deinen Spiegel.


    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Alois,


    Danke für die Tipps, aber genau so habe ich es gemacht.


    Jede Position (0-90-180-270) mit je 8 Interferogrammen.


    In den von 0 Grad verschiedenen Positionen vor der Auswertung das Interferogramm entsprechend zurückgedreht.


    Was ich mich frage: man sagt immer "Koma wird beim Newton rauszentriert"


    Aber ist das wirklich kostenlos? Wenn ich Koma von z.B. 8 % Strehlabzug rauszentriere (wie in diesem Fall), kippe ich den Spiegel so, dass ich evtl 1-2 % Astiverlust in Kauf nehmen muss.


    Den Effekt gibt es offenbar ja wie oben gezeigt am Prüfstand. Warum sollte es ihn im Teleskop am Stern nicht geben?


    Das würde ja bedeuten, man sollte bei einem perfekten Spiegel Koma unter sagen wir mal 3-5% Strehlabzug drücken, dann gibt es keinen nachweisbaren negativen Effekt mehr in Richtung Asti.



    klare Grüße
    John

  • Hallo Jon.


    Ich bin mir nicht sicher ob du das wirklich so wie ich es beschrieben habe, gemacht hast.
    Weil das geht aus deinen Bericht nicht hervor. Weil dann könntest du uns doch das Ergebnis
    dieser Mittelung zeigen. Weil die andern Spielereien machen nicht viel Sinn.
    Auch ist es nicht sicher ob die Interferogramme seitenrichtig sind.
    Das sollte beim PDI nicht passieren, aber es gibt Leute die verwenden einen Umlenkspiegel
    und fotografieren von der Seite. Dann ist das Interferogramm spiegelverkehrt.
    Wenn man diese Interferogramme zurückdreht, macht man die Drehung verkehrt.
    Also zuerst die Interferogramme Seitenrichtig machen und erst dann zurückdrehen und Mitteln.


    Du schreibst.<font color="yellow">
    Was ich mich frage: man sagt immer "Koma wird beim Newton rauszentriert"</font id="yellow">


    Da scheint eine Begriffverwechselung zu sein.
    Die Koma kann man nicht herauszentrieren sondern man kann sie wegjustieren.
    Oder hast du bei den Interferogrammen die Randmarkierung so weit dezentriert
    bis die Koma verschwunden ist. Das wäre dann wegzentriert. Aber dann hättest du
    einen Messfehler gemacht.


    Ja die Koma erster Ordnung kann man am Teleskop wegjustieren.
    Man neigt den Spiegel so in die rchtige Richtung bis der Stern ein Punkt wird.
    Aber das beeinflusst den Astigmatismus aber nicht.


    <font color="yellow">Aber ist das wirklich kostenlos? Wenn ich Koma von z.B. 8 % Strehlabzug rauszentriere (wie in diesem Fall), kippe ich den Spiegel so, dass ich evtl 1-2 % Astiverlust in Kauf nehmen muss.</font id="yellow">


    Diese Frage macht mich unsicher so dass ich nicht weiss was du wirklich tust.
    Die Koma kannst du auf dem Prüfstand in CoC nicht beeinflussen.
    Außer du dezentrierst die Randmarkierung oder du deckst den Spiegel einseitig ein wenig ab.
    Astigmatismus bekommst du wenn du den Strahlenbündelabstand vergrößerst.
    Wahrscheinlich hast du solche Experimente gemacht und weißt nicht so recht was von wo kommt.


    Klar kannst du das am Teleskop auch machen aber dass wäre dann nicht richtig und
    sehr aufwändig und umständlich.
    Ich würde vorschlagen. Die Interferogramme auf Seitenrichtigkeit prüfen dann erst zurückdrehen
    und bei der Auswertung mit Average mitteln.
    Eines ist auch klar.
    Um die Koma richtig zu erfassen, brauchst du alle 4 Positionen und für den Astigmatismus
    genügt 0° und das 90°als zurückgedreht auch.


    Viele Grüße
    Alois


    <font color="yellow"></font id="yellow">

  • Hallo Alois,


    irgendwie reden wir aneinander vorbei. Wie können wir das gerade ziehen?
    Ich versuch's mal.


    Die Auswertungen sind so gemacht, wie Du es auch vorschlägst:
    Die Interferogramme sind vor der Auswertung zurückgedreht worden. Sie sind auch seitenrichtig, das ist sicher.
    Die Bilder 1-4 zeigen den Spiegel also immer mit der imaginären Randmarkierung "oben", d.h. in gleicher geometrischer Lage.
    Also kann ich auch mitteln.
    Die von Dir angesprochenen Mittelungen sind genau die Bilder 5 und 6, ich habe sie also gezeigt.
    Die Mittelung aller 4 Richtungen ist das Bild 7.


    Und jetzt kommt der Knackpunkt: Du schreibst: "...und für den Astigmtismus genügt 0° und ... 90°..."


    Darum geht es ja gerade hier: dass es nicht reicht.


    Sonst wäre nämlich der Asti in Bild 5 gleich dem Asti in Bild 6, das ist ja als Tabellenwert ab zu lesen.
    in Bild 5 ist nämlich: X-Asti = 0.035 und Y-Asti = 0.014,
    wohingegen in Bild 6: X-Asti = -0.013 und Y-Asti = -0.006.


    Erst in Bild 7 ist dann: X-Asti = 0.011 und Y-Asti = 0.004, also
    kleiner als in Bild 5 und kleiner als in Bild 6.


    Was zu zeigen war.


    Zum rauszentrieren bzw. wegjustieren: damit meinte ich, dass bei einem Spiegel mit
    Komafehler dieser im fertigen Teleskop weg justiert wird.
    Also wird der Spiegel leicht gekippt.
    Ich frage mich nun: soll das ohne zusätzlichen Asti-Fehler gehen?
    Was macht Dich so sicher, dass dadurch kein Astifehler erzeugt wird?



    klare Grüße
    John

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: John23</i>
    <br />


    In den von 0 Grad verschiedenen Positionen vor der Auswertung das Interferogramm entsprechend zurückgedreht.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Dann müssten jedoch z.B. die erhabenen Stellen (rote Flächen) dieselbe Orientierung haben. Tun sie bei dir aber nicht, sondern drehen sich mit der Orientierungswinkel. Daher kommt glaube ich auch der Einwand von Alois, dass du nicht, oder nicht richtig gedreht hast.


    Wie erklärst du dir das? Ist das alles Teststand- Asti?
    Oder kann es sein, dass du im Programm eine automatische Rückdrehung aktiviert hast? Das wäre natürlich nicht richtig, wenn man die IG bereits selbst gedreht hat.


    p.s.
    Hast du mal DFT Fringe probiert? Das finde ich persönlich bedienungsfreundlicher


    Gruß

  • Hallo Stathis,


    das ist ja gerade der Grund, warum dieser Beitrag entstanden ist.


    Dass der gemessene Asti als Summe aus 0 Grad und 90 Grad von dem Asti, den ich als Summe aus 180 und 270 Grad messe, verschieden ist.


    Und daher sind auch die erhabenen Stellen nicht an der gleichen Position.


    So langsam begreift Ihr, was ich sagen will.


    Alle erhabenen Stellen sind Messfehler. Der Spiegel selbst hat gar keine erhabenen Stellen (bis auf Koma, siehe letztes Bild) und auch sehr wenig Rest-Asti.
    In den Bilder 1-7 ist Koma ja deaktiviert (was man üblicherweise macht, denn es stört nicht, da später im Teleskop heraus-justiert werden kann).


    Und zwar sind die erhabenen Stellen (bei Ausblendung von Koma) an unterschiedlichen Positionen eben WEIL der Spiegel einen nicht verschwindenden Komafehler hat.
    Sonst gäbe es ja keine ausgezeichnete Richtung und die Ergebnisse von 0 Grad + 90 Grad müssten gleich sein mit 180 Grad und 270 Grad.
    Und die erhabenen Stellen sind absolut gesehen auch nicht sehr groß, die Bilder sind ja nur eine übertriebene Darstellung.


    Und ich versichere noch einmal, dass ich alles korrekt zurückgedreht habe und nichts automatisch nochmal verdreht wurde.
    Also: wenn ich 0 Grad messe ist die Spiegelrandmarkierung oben. Ich drehe nichts zurück und erhalte eine Interferogrammauswertung.
    Dann drehe ich den Spiegel z.B. im Uhrzeigersinn um 90 Grad und mache eine Messung.
    Das erhaltene Interferogramm drehe ich vor der Auswertung 90 Grad GEGEN den Uhrzeigersinn, also "zurück".
    Also ist die Spiegelrandmarkierung wieder oben. Das mache ich mit den anderen Lagen ganz genau so.
    Da ist ganz sicher kein Fehler drin. Es ist nämlich auf der Spiegloberfläche an einer bestimmten Stelle ein Kratzer und ich kann
    sogar nach dem zurückdrehen prüfen, ob der sich an der richtigen Stelle befindet. Was ich regelmäßig gemacht habe.


    Mit DFT kam ich nicht so gut klar, aber ich habe möglicherweise die letzte Version nicht mehr getestet.
    OF läßt bei mir keine Wünsche offen und funktioniert ausgezeichnet. Insbesondere den Randkreis zeichnen geht mit OF sehr exakt.


    klare Grüße
    John

  • Hallo John


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Zum rauszentrieren bzw. wegjustieren: damit meinte ich, dass bei einem Spiegel mit
    Komafehler dieser im fertigen Teleskop weg justiert wird.
    Also wird der Spiegel leicht gekippt.
    Ich frage mich nun: soll das ohne zusätzlichen Asti-Fehler gehen?
    Was macht Dich so sicher, dass dadurch kein Astifehler erzeugt wird?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Beim verkippen zur Komakompensation entsteht Asti .
    Und beim Verkippen zur Astikompensation entsteht Koma . Dieses Thema hatten wir schon mal . Gerd-2 hat gezeigt das es vom Öffnungsverhältnis (und vom Fehler) abhängt ob das sinnvoll ist . Bei einem schnellen Spiegel genügt eine sehr kleine Verkippung zur Komakompensation bei der nur wenig Asti entsteht . Hierzu ein Link von den Schiefspieglern


    https://de.scribd.com/document/9781653/The-Yolo-Reflector


    Viele Grüße Rainer

  • Hallo Zusammen.


    Da soll mir einer erklären wie man bei einen Newton durch Kippen
    den Astigmatismus weg justieren kann ? Das wäre ja toll.
    Beim Yolo oder bei einem Kassegrain RC kann man Asti und Koma wegjustieren,
    indem man 2 Komponenten bewegt.
    Bewegt man den Hauptspiegel dann entsteht Koma die man mit dem
    Sekundärspigel wegjustiert. Dabei entsteht eine Neigung der optischen
    Achse die dann ausserachsiale Koma und Astigmatimus entstehen lässt.
    Oder umgekehrt kann man damit auch vorhandene Koma und Astigmatismus beheben.


    Beste Grüße
    Alois

  • Hallo John.


    Habe jetzt noch einmal alles genau gelesen und auch die Zahlen verglichen.


    <font color="yellow">Und jetzt kommt der Knackpunkt: Du schreibst: "...und für den Astigmatismus genügt 0° und ... 90°..."
    Darum geht es ja gerade hier: dass es nicht reicht.</font id="yellow">


    Gemeint ist dabei der nennenswerte Astigmatismus den man beim Beobachten auch sehen kann.
    So ab Asti 0,2 PV Wellenfront.
    Dein Asti ist viel viel geringer und hat nur X 0,011 und Y 0,004 PV Wellenfront.
    Dass sind insgesamt 0.023 PV Wellenfront und 10° Orientierung und das ist 10 mal weniger
    als die zugelassen Tolleranz.
    Bei dieser Feinheit spielen die Zernikes höherer Ordnung schon deutlich mit so dass sich die
    zweite Dezimalstelle ein wenig verändert. So gesehen stimmt meine Aussage natürlich nicht mehr.
    Bei deinen Messungen ist der Prüfstandastigmatismus ja viel stärker als der vom Spiegel und
    spielt daher deutlich mit und macht sich in der Auswertung sichtbar.
    Deshalb sind die 90° und die 270° Messungen verschieden weil einmal wirkt der Lagerungsdruck von
    rechts und beim Anderen wirkt er von links.


    <font color="yellow">Zum rauszentrieren bzw. wegjustieren: damit meinte ich, dass bei einem Spiegel mit
    Komafehler dieser im fertigen Teleskop weg justiert wird.
    Also wird der Spiegel leicht gekippt.
    Ich frage mich nun: soll das ohne zusätzlichen Asti-Fehler gehen?
    Was macht Dich so sicher, dass dadurch kein Astifehler erzeugt wird?</font id="yellow">


    Mathematisch findet man beim Verkippen schon auch einen Astigmatismus. Der ist
    aber viel viel kleiner als die daraus entstandene Koma.
    Wie viel das ist könnte dir Gerd Düring besser beantworten.
    Mathematisch findet man für Alles noch einen Restfehler und es ist auch interessant,
    aber man soll sich von den Zahlen die nicht mehr wichtig sind, nicht krank machen lassen.


    Beste Grüße
    Alois

  • Hallo Alois,


    Zitat
    "aber man soll sich von den Zahlen die nicht mehr wichtig sind, nicht krank machen lassen."



    Absolut passendes Schlusswort, dass man so stehen lassen sollte.
    Wer könnte das glaubwürdiger sagen als Du!


    Ich wünsch Dir jedenfalls weiterhin soviel Gesundheit und Glück, wie möglich ist.


    lieben Gruß
    John

  • Hallo John und Alle.


    Jetzt habe ich den Beitrag gefunden den ich gerade noch vor meiner Krankheit machen konnte.
    http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=227745
    Es war ein Ritchey Chretien System bei dem der Astigmatismusfreie Punkt nicht in der Mitte
    des Gesichtsfeldes war. Da dieses bekanntlich Comafrei ist war es ideal für die Suche nach der Möglichkeit
    den astifreien Punkt auf die optische Achse also in die Bildmitte zu bringen.
    Interferometrisch habe ich die Orientierung nicht gefunden, sondern idealer Weise über den
    Sterntest der für jeden Benützer möglich ist und dass freut mich daher ganz besonders.
    Habe 4 Tage lang geübt bis ich sicher war, dass es so funktioniert.


    Beste Grüße
    Alois

  • Hallo Alois,


    genau das hab ich auch festgestellt, nicht beim RC sondern beim SC (hatte bisher 2), dass man bei Asti-Fehler den Haupspiegel kippen muss.


    Aber das ist ja von der Konstruktion her gar nicht vorgesehen.
    Das halte ich für einen gewaltigen konzeptionellen Fehler.


    Habe ich jeweils nachgerüstet.


    Beim SC gilt:
    Komafehler =&gt; Fangspiegel kippen
    Asti-Fehler =&gt; Hauptspiegel kippen


    klare Grüße
    John

  • Hallo John.


    <font color="yellow">genau das hab ich auch festgestellt, nicht beim RC sondern beim SC (hatte bisher 2),
    dass man bei Asti-Fehler den Hauptspiegel kippen muss.
    Ja, leider haben die SCs keine Möglichkeit den Hauptspiegel zu kippen.
    </font id="yellow">
    Dort hat man nur die Möglichkeit die Schmidtplatte zu drehen in der Hoffnung das sie
    einen passenden Gegenastigmatismus hat der den Fehler behebt.
    Wenn das nicht reicht kann man auch noch den Fangspiegel drehen und möglicherweise
    eine Verbesserung erzielen.
    Wenn dass auch nicht ausreicht, dann hat man nur noch die Möglichkeit die Korkplättchen die als
    Abstandhalter der Schmidtplatte zum Tubus dienen, durch Andere zu ersetzen und zwar so dass
    man die Schmidtplatte mit dem Fangspiegel so versetzt dass das optische Zentrum
    des Fangspiegels näher zur optischen Achse des Hauptspiegels komt.
    Dabei muss man wie du schon richtig erkannt hast, mit kippen des Fangspiegels
    Immer wieder die Koma beheben. Gratuliere zu deiner Erkenntnis.


    Beste Grüße
    Alois

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