Amateur-Sub-Apertur-Interferometer (ASAI)

Hallo Kurt,

Zitat

wenn du jetzt anfängst

sorry für diesen Uebergriff. Ist schon so, ich bin noch nicht so der Richtige, um das open fringe zu kritisieren.

Gruss Emil

Hallo zusammen,

Kurt schrieb:

Zitat

Ich nenne ihn ab sofort Sub Aperture Sterntest SAST. Der lässt sich mit auch mit jedem beliebigen Teleskop im Freien mit K-Stern im Abstand von weniger als 20 m durchführen.

Es geht doch nichts über saubere Begriffsbildung.[:)]
Für mich ist es immer besser, OpenFringe zu fragen weil der Setup nun einmal einsatzfertig dasteht (ja, ich vertraue dem Programm[;)])
Aber eine entsprechende Maske mit Loch zu schneiden ist keine Hemmschwelle und für jeden möglich.

@Emil:

Zitat

Was Licht realiter ist, weiss niemand. Gewisse Phänomene kann man nur verstehen, wenn man Licht wie eine Welle versteht.

Perfekt, das kann man exakt so stehenlassen.

Zitat

Andere Phänomene kann man einfacher erklären, wenn man Licht als Strahl auffasst.

Richtig!
Ein Modell muss immer nur <i>gerade so </i>die Phänomene erklären und berechenbar machen. Warum sollte man für geometrische Optik jedesmal mit dem Urschleim anfangen und die Maxwell-Gleichungen lösen?
Das ist <i>der</i> Ankerpunkt für das Modell "Licht als Welle", damit kann man komplett alles berechnen was Licht als Welle so machen kann.

Ich habe noch einmal nachgeschaut:
Für unsere Zwecke ist das Modell <b>Fraunhofer-Beugung</b> <i>gerade so</i> ausreichend. Einfacher ist nich. Lichtstrahl und Reflexionsgesetz versagt komplett. Bitte nicht wieder damit argumentieren!

Ich sehe im Moment keine Chance das mit drei Sätzen irgendwie <i>anschaulich</i> rüberzubringen.
Es bleibt nur, an dieses oder jenes zu <i>glauben</i>.
Und das ist absolut kein Problem!
Ich glaube zum Beispiel daran, dass Maxwell sich nicht geirrt hat und dass drei verschiedene Autoren die zu dem gleichen Rechenergebnis kommen sich im Mittel nicht verrechnet haben.
Im Zweifelsfall kann ich das alles noch nachrechnen, glaube ich zumindest[:D]

Spiegelherstellung ist vorallem auch eine handwerkliche Sache.
Wie Kurt schon erwähnte war ein Ausgangspunkt dieses Threads, dass seit Jahren das Thema "Rauheit" durch die Szene geistert und Glaubenssätze gelegentlich als der Theorie letzter Schluss verkauft wurden und werden.
Das geht ja nun gar nicht[;)]

Schönen Abend
Kai

Hallo Kai, Hallo Kurt,

besten Dank für die Antworten. Habe erst wieder am Dienstagabend Computerzugang, deshalb hier nur kurz:

==&gt; Kai

Zitat

Für unsere Zwecke ist das Modell Fraunhofer-Beugung gerade so ausreichend. Einfacher ist nich. Lichtstrahl und Reflexionsgesetz versagt komplett. Bitte nicht wieder damit argumentieren!

Ich sehe im Moment keine Chance das mit drei Sätzen irgendwie anschaulich rüberzubringen.
Es reicht ja, wenn man aufzeigt, dass eine Methode zu Widersprüchen führt. Bei meiner Skizze konnte man mir zeigen, dass ich die Distanz x gar nicht berechnen kann. Es ergibt sich kein eindeutiger Wert. Also geht es nicht mit Strahlen.

==&gt; Kurt
zum natürlich erzeugten Stern: Bei deiner Versuchsanordnung mit der Laserdiode, ist es da von der Physik her schon so, dass sich alle Fehler am Spiegel nur an den Beugungsringen zeigen <i>können</i> oder ist ein Streulicht-Halo um den Stern denkbar?

Gruss Emil

Hallo Kai

Leider komme ich erst jetzt dazu dir zu antworten.

Zitat

Ich denke Du hast wie kein anderer einen Überblick, was es handwerklich bedeutet die Ebenen 1, 2 und 3 sauber hinzubekommen.
Nach meiner Einschätzung hat Ebene 2 durchaus Kummer-Potential bei großen, schnellen Spiegeln

Wenn ich bei Ebene 2 das Verhältnis der Grafik auf den Spiegeldurchmesser beziehe bin ich auch deiner Meinung.

Zitat

Eine Frage zu Deiner interessanten Zygo-Auswertung in diesem Thread in der Mitte der Seite:
http://www.astrotreff.de/topic…earchTerms=Phasenkontrast
Waren für die erreichten 0.36 nm RMS surface besondere Anstrengungen nötig?

Ja da musste ich alles aus meinen Kenntnissen einsetzen.
Da muss vor allem die Toolgröße die Pechhärte der Rillenzuschnitt der Druck die Geschwindigkeit und Temperatur zusammen passen.
Auch wird für die Abschlusspolitur ein feineres Poliermittel verwendet.
Dabei ist noch zu beachten dass die Fläche auch topografisch sehr genau wird damit überall der gleiche Polierkontakt herrscht
und die die letzten 20 Minuten nur noch Tröpfchenweise Wasser beigemengt wird so dass sich ein feiner halbdurchsichtiger Schaum bildet
in dem sich nur noch die allerfeinsten Polierkörnchen befinden. Das ist wie ein andauernder Schlemmvorgang zu betrachten.
Dabei muss man immer darauf achten dass der Schaum nicht zu dünn oder zu dickflüssig wird, wie er ideal ist hängt von dem
Gefühl der Erfahrung ab.

Zitat

Zur Flächenqualität im lateralen Bereich von 0,2mm bis 0,3mm (Ebene 3 oder fiktive Ebene 4) habe ich für "normale" astronomische Optik einen
allgemeinen Konsens von &gt; 2nm RMS surface in der Fachliteratur gefunden, das entspricht Strehl 0.998!
Das kann man per Polierpad(!) noch erreichen und oft wird dieser Wert weit unterboten.

Ja die 2nm RMS surface stimmen auch recht gut mit meinen Mikrorauheitsbildern, rauhe und gute Fläche überein, welche
mit PV 25 nm und 10 nm Wellenfront beschrieben sind.
Als Oberfläche wären das PV 12,5nm und 5 nm was in etwa 1,6 nm und 0,62 nm RMS surface entspricht.
Dies halte ich auch für die Durchschnittspolitur der Spiegelschleifer wenn die Pechhärte der Rillenschnitt die Poliermittelkonzentration
und die Temperatur stimmt.

Viele Grüße
Alois

Hallo Kai

Zitat

Der ROC ist OpenFringe völlig egal. Es ist ein Nulltest.

Verstehe ich dies richtig: mit dem ASAI wird die Differenz zwischen Spiegel (mit Krümmung) zu einer Planfläche gemessen?

Zitat

Danach wird noch Asti, Coma und Treefoil abgezogen. Oder noch ein paar mehr der ersten Zernikes.

Damit wird der Anteil der "Krümmung" (Differenz Radius Spiegel zu Planfläche) abgezogen?

Gruss

Hallo Roger,

Zitat

<i>Original erstellt von: RogerZi</i>
Verstehe ich dies richtig: mit dem ASAI wird die Differenz zwischen Spiegel (mit Krümmung) zu einer Planfläche gemessen?

Richtig.

Zitat

<i>Original erstellt von: RogerZi</i>
Damit wird der Anteil der "Krümmung" (Differenz Radius Spiegel zu Planfläche) abgezogen?

Die Krümmung entspricht dem Zernike-Koeffizienten Z3, und er muss abgezogen werden.

Gruß
Michael

Hallo Kurt,

Zitat

<i>Original erstellt von: Kurt</i>
Könnte man dessen hohe Auflösung auf eine Sub- Apertute von ca. 50 mm konzentrieren? Bei 1000x1000 Bildpunkten wäre man damit nämlich bei 0,05 mm Auflösung[8D]. Das schafft das ASAI derzeit noch nicht.

Die Phasecam 6000 ist ein Twyman-Green Interferometer mit einem parallelen Strahlenbündel mit 8.9mm Durchmesser am Ausgang. Es spricht nichts dagegen damit direkt die Spiegeloberfläche zu messen, wobei sich eine Auflösung von 8.9µm pro Pixel ergeben würde. Man könnte zwar den Strahl vorher auf 50mm aufweiten, aber mit dem Nachteil dass die Fehler des Strahlaufweiters mitgemessen werden. Bei 50mm Durchmesser wird die Streifendichte am Rand viel zu hoch werden, weil du ja einen gekrümmten Spiegel gegen eine Planfläche messen würdest.

Gruß
Michael

Hallo Kurt,
vielen Dank für diese Computersimulation.

Zitat

Sind irreguläre Fehler in Spiel wie z. B. „Rauheit“ dann werden die Beugungsringe je nach Ausprägung des Fehlers regelrecht zerfleddert, wie man das mit OF simulieren kann.

Ich glaube nicht, dass ich an meinem Spiegel so schlimme Rauheit habe, aber ein kleiner Collimationsfehler, etwas Luftschlieren über dem Spiegel und noch sonsige Fehlerlein machen dann so einen Heiligenschein um helle Sterne plausibel.

Gruss Emil

Hallo allerseits,
ich möchte hier noch eine Anmerkung machen,die zum Ziel hat zu zeigen, dass primary ripple, also Hundekuchenoberfläche nicht auf die leichte Schulter genommen werden kann: Ein Spiegel könnte also nur dann für gut erklärt werden, wenn er eine saubere Oberfläche hätte,durch den Foucault betrachtet.

Wir beginnen mit Kais Bild S.3 letzter Drittel: Es steht da der Strehlwert:

<b>S= o,987</b> Dabei bezeichnet die erste Ziffer nach dem Komma die grossflächigen Fehler die 2.Ziffer den Hundekuchenbereich und im Promillebereich das micro-rippling.
Er schreibt dazu:

Zitat

Ich denke, man kann ohne sich zu weit aus dem Fenster zu lehnen sagen, dass sich die Anteile zum Strehl bei einem durchschnittlichen Spiegel etwa so verhalten:

Foucuault ist ein super Test weil man damit in der Auflösung noch weiter runter kommt - leider zu empfindlich!
Also mir braucht niemand mehr damit zu kommen, bevor nicht die erste Nachkommastelle felsenfest steht
Danach macht es teilweise Sinn!

Diese Einteilung möchte ich nicht in Frage stellen.- Gute Sache-.

Die Quantifizierung der Fehler ist aber nur das eine, die Gewichtung das andere. Der dezimale Stellenwert zeigt nicht automatisch die richtige Gewichtung an: Wer meint, die 2. Stelle nach dem Komma, also ein paar wenige Prozent Strehl mehr oder weniger wegen primary rippling spielt keine grosse Rolle, macht die Rechnung ohne den Wirt, nämlich das Auge des Beobachters. Das Auge reagiert (zum Glück) sehr träge auf Lichtintensitätsunterschiede. Also ein paar Prozent mehr Streulicht können unter Umständen eben dann doch viel ausmachen.

Suiter schreibt im Kap.13 roughness:
<i>the net effect of mild primary ripple is to blow the scattered light into a knobby glow surrounding the image, which has its greatest brightness within a radius less than 5 times the airy disk. Such scattered light can be a bad problem because it is condensed enough to easily see.</i>
Also man hätte nicht nur unsaubere Sterne, sondern auch andere Beobachtungen würden beeinträchtigt, wie etwa das wunderschöne Phänomen,ganz nahe bei Vollmond am Mondrand mit massiver Vergrösserung Kraterränder und Berge von der Seite zu betrachten.

Um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie sich wenige Prozent Streulicht nahe am Stern auswirken können, möchte ich folgendes machen:
Es werden die beiden Doppelsterne : Mintaka im Orion und T-Tauri beobachtet. Beides sind Feldstecherobjekte.
Mintaka(der oberste Gürtelstern) besteht aus den Komponenten mit Helligkeit 2.5m/6.8m. Umgerechnet bedeutet das, dass der Begleiter nur knapp 2% Helligkeit hat im Vergleich zum Hauptstern.
Bei T-Tauri 4.3/7.8m macht es 4% aus.Diese Begleiter sind also quasi die Streulichtmenge der 2.Stelle nach dem Komma. Ich erhoffe mir durch diese Beobachtung eine anschauliche Vorstellung, ob dieses Streulicht in einer Relation steht zum Hauptstern. Verschwindet beispielsweise der Begleiter bereits bei der kleinsten Defokussierung (Suiters 5-fach Radius) dann läge ich mit dem Dargelegten neben den Schuhen, das Streulicht könnte vernachlässigt werden...Hoffentlich klarts noch auf heute Nacht, um das überprüfen zu können.

Gruss Emil

Hallo Emil,

Zitat

Es werden die beiden Doppelsterne : Mintaka im Orion und T-Tauri beobachtet. Beides sind Feldstecherobjekte.
Mintaka(der oberste Gürtelstern) besteht aus den Komponenten mit Helligkeit 2.5m/6.8m. Umgerechnet bedeutet das, dass der Begleiter nur knapp 2% Helligkeit hat im Vergleich zum Hauptstern.

deine Idee ist ja nicht schlecht, nur übersiehst du dabei, dass zwischen 2% Streulicht (verursacht durch Fehler der Optik) welches sich in der Fläche um einen Stern ausbildet und 2% Licht, punktförmig konzentriert im Begleitstern, ein gewaltiger Unterschied besteht.
Viele Grüße
Jörg

Hallo Emil,
+1 für Jörgs Antwort, sehe ich genauso.

Dazu:

Zitat

Die Quantifizierung der Fehler ist aber nur das eine, die Gewichtung das andere.

Der Strehl gewichtet das schon korrekt.
Je höher desto besser. Denn die Restfehler können den Kontrast (MTF) nicht beliebig in den Keller schicken. Sonst wäre der Strehl geringer[;)]

Zitat

S= o,987 Dabei bezeichnet die erste Ziffer nach dem Komma die grossflächigen Fehler die 2.Ziffer den Hundekuchenbereich und im Promillebereich das micro-rippling.

Das ist ersteinmal nur ein Beispiel. Aber durchaus eines aus der Praxis. Man kann <i>theoretisch</i> auch einen Spiegel abliefern, der als mit Strehl 0.987 daherkommt und Mikroripple als <i>einzigen</i> Fehler zeigt. Das wäre nicht schlimm.
Kommt sowas aber mit Strehl 0.80 wäre es relevant für Deep-Sky.
Theoretisch möglich, praktisch fällt mir keine Poliertechnik ein, die einen so hohen Ripple erzeugt und <i>gleichzeitig</i> sämtliche Large-Scale Fehler definiert auf nahe Null bringen würde.
Bitte um Beispiele!
Ich denke, wir können uns auf Pech-Tools beschränken?
Verschönerungen mit Zwirn-Tools lasse ich nicht gelten[:D]

Viele Grüße
Kai

Hallo Jörg,

Zitat

deine Idee ist ja nicht schlecht, nur übersiehst du dabei, dass zwischen 2% Streulicht (verursacht durch Fehler der Optik) welches sich in der Fläche um einen Stern ausbildet und 2% Licht, punktförmig konzentriert im Begleitstern, ein gewaltiger Unterschied besteht.

nein ich mach das natürlich so: Der Doppelstern wird scharf eingestellt. Im 60mm-Tak sehe ich dann zumeist das Beugungsscheibchen. Dann wird nach Augenmass der Hauptstern defokussiert, bis das extrafokale Sternscheibchen etwa dem 5-fachen Beugungsdurchmesser entspricht.(Suiter, siehe Zitat oben).Der Begleitstern macht dann diese Auffächerung des Lichtes im gleichen Mass mit. Verschwindet er dabei im Nirvana, dann habe ich einen deutlichen Hinweis, dass 2% Streulicht nichts ausmachen. Bleibt er sehr deutlich sichtbar als extrafokales Scheibchen, dann kann man annehmen, dass 2% Streulicht fähig ist, einen Lichthof um Sterne zu produzieren.
Muss jetzt halt auf gutes Wetter warten...[:)]

Hallo Kai,

die Strehlzahl gewichtet schon richtig,ich müsste zum Psychiater, wenn ich als Nicht-Physiker die Errungenschaften eines Bessel oder Kirchhoff abstreiten wollte. Aber der Strahlungsempfänger Auge gewichtet Streulichtanteile anders als proportional:Halb so viel Streulicht ist für das Auge fast immer noch gleich so viel Streulicht,ein winziger Bruchteil wird aber immer noch wahrgenommen.So ist es auch mit den Ohren und der Nase, manchmal leider....

Gruss Emil

Hallo Emil,

Zitat

Aber der Strahlungsempfänger Auge gewichtet Streulichtanteile anders als proportional

Schon klar.
Mach doch bitte folgenden Test mit Deinem 60mm Tak:
Stelle einen hellen Stern bei hoher Vergrößerung scharf.
Wieviele Ringe um die zentrale Airy-Disk sind sichtbar?

Ich suche inzwischen die Intensitäten / Energie heraus, die jeder Ring enthält.
Dann können wir im nächsten Schritt überlegen, wie das aussieht wenn aus dem Zentrum ein paar Prozente in die Ringe verschoben werden.

cs Kai

Hallo,
ich habe inzwischen meinen Test mit dem 60mm-Tak machen können. Wie sieht der Doppelstern Mintaka im Orion aus,der einen 2% schwachen Begleiter hat?
Wenn man den Begleiter auf etwa den 5-fachen Durchmesser des Beugungsscheibchens ausser Fokus bringt, ist ein schwaches Scheibchen noch gut erkennbar. Aber ich hatte nicht die Idee, dass mit diesem Licht, der Hauptstern wahrnehmbar kontaminiert werden könnte. Also 2% Streulicht stört nicht.So mein Bauchgefühl am Okular.

==&gt;Kai,
ich glaube, ich sehe 3 Beugungsringe um helle Sterne mit dem Tak. Aber die Luftunruhe war zu gross für eine sichere Aussage.

So ein kleiner Apo ist ein perfektes Physiklabor in Sachen Beugungsringe. Ich habe folgende Beobachtung gemacht,welche wieder in Zweifel zieht, ob wenige % Streulicht nicht stören könnten:

Bei Luftunruhe sieht man ein perpetuelles überaus starkes Funkeln in den Beugungsringen. Die gesamte Lichtenergie eines Ringes fokussiert sich innert Bruchteilen von Sekunden zu einem Punkt im Ring zusammen.Es blitzt ununterbrochen aus allen Teilen der Ringe sehr hell. Nun ist der Beugungsring nur etwa 1/3 so dick wie die Beugungsscheibe. Das heisst es konzentriert sich wenig Licht auf eine viel kleinere Fläche als die Kreisscheibe des Beugungsringes. Das führt dazu, dass auch wenige Prozent Streulicht zu einem störenden Geflacker um den Stern führen können. - Das ist natürlich nur eine These.

Grüsse Emil

Hallo Kurt,
es gibt 2 Fakten, wenn Luftunruhe mit im Spiel ist:

- es wird mehr Lichtenergie aus der Beugungsscheibe in die Ringe transportiert, die Ringe verstärken sich.

- die Lichtverteilung im einzelnen Beugungsring verändert sich laufend, es kommt zu hellen Knotenbildungen. (Effekt ähnlich wie bei einer Veloled im Blinkmodus: Mit derselben Batterieleistung erzeugt man mehr Störlicht für das Auge).

Das bedeutet nun, dass auch die 2% Streulicht, die an sich harmlos sind, mitverstärkt werden. Wieviel? Weiss ich natürlich nicht.

Daraus folgt, man muss mit dem Spiegel möglichst nahe an die 100% Strehl kommen, alles spielt eine Rolle, auch Ripple, damit man diesen Verstärkungseffekt, der in den Beugungsringen bei Luftunruhe eintritt, möglichst klein halten kann.(Das ist auch mit ein Grund weshalb Refraktoren ein ruhigeres Bild haben, sie sind näher bei 100%Strehl und geben weniger Streulicht zur Verstärkung frei.)

Gruss Emil

Hallo Emil,
nichts für ungut, ich kann deinen Gedanken irgendwie gar nicht folgen.[B)][V]
Ich verstehe nicht was du meinst, vermutlich bin ich zu blöd.[?][:p]
Viele Grüße
Jörg

Hallo Peter,
das wichtigste sind die beiden oben genannten Fakten. Nochmals:
1. Bei Luftunruhe wird mehr Licht vom Beugungsscheibchen in die Ringe verlagert. Das ist so, weil Luftschlieren wie Spiegelfehler wirken.(Deshalb macht ihr ja auch einen Tunnel in der Interferometrie.)

2. Bei Luftunruhe wird die Lichtmenge,aus der ein einzelner Beugungsring besteht, ungleich im Ring verteilt. Nicht mehr der ganze Ring leuchtet gleichmässig, sondern nur Teile davon, im Extremfall gibt es helle Knoten. Kurts künstlich erzeugte Beugungsbilder zeigen das ja schön.- Die Knoten sind heller, das folgt aus der Energieerhaltung.

Die grosse Unbekannte ist, wie viel der erste Punkt ausmacht. Wenn viel, dann macht eine zusätzliche Verstärkung durch Streulicht von2% auch nicht mehr viel aus. Wenn wenig, dann sind diese 2% entscheidend.

Gruss Emil

Hallo Emil

Zitat

Das ist auch mit ein Grund weshalb Refraktoren ein ruhigeres Bild haben, sie sind näher bei 100%Strehl und geben weniger Streulicht zur Verstärkung frei.

Ist dem nicht einfach deshalb so, da der Refraktor eine kleinere Öffnung hat?

Gruss

Hallo Kurt,
das ist aus der Ebene der Wellenfront RMS argumentiert. Ich rede nur vom Beugungsscheibchen,wie sich Fehler am Stern manifestieren.

Aber ich habe einen schweren Denkfehler begangen: 2% Streulicht kann tatsächlich in Bruchteilen von Sekunden um den 10-fachen Wert stärker sich bemerkbar machen, wenn es zu Knotenbildung in den Ringen kommt,<b>aber die 16% Licht, die sowieso in den Ringen stecken, verstärken sich ja dann auch.</b>! Sorry.

Hallo Roger,
ja, die Oeffnung spielt schon eine Rolle. Aber hinzu kommt, dass bei einer perfekten Optik weniger Licht in den Beugungsringen steckt, welches sich verstärken kann bei Luftunruhe, als bei einer miesen Optik. Je schlechter das Seeing ist, desto auffälliger und heller wird das Gezappel der Beugungsringe.
Mir bleibt immer noch eindrücklich in Erinnerung beim Besuch der Sternwarte in Rümlang, wie scharf definiert die Sternscheibe war im 30cm Takahasi-Cassegrain. Kein bisschen schlechter als im piggy-back montierten 15cm Zeiss-Refraktor. Beides Spitzeninstrumente, die wahrscheinlich nur eben die 16% Streulicht in den Ringen haben, wie es die Theorie besagt. Es liegt nicht nur an der Oeffnung.

Gruss Emil

Emil,
sorry, ich kapier Deine Logik nicht. Streulicht kommt geometrisch aus einer anderen Richtung als das Sternlicht. Es bildet genauso wie das Sternlicht Beugungsscheibchen und Ringe um jeden seiner Ursprungsstrahlen. Wenn jetzt das Seeing schlechter ist, dann verliert zwar das Sternlicht Energie, welches sich in seinen Beugungsringen manifestiert. Genau das Gleiche passiert aber mit jedem Streulicht-Strahl. So gelangt dann also auch Streulicht in das Beugungsscheibchen vom "richtigen" Stern-Beugungsscheibchen, die Beugungsbilder überlappen sich dann mehr. Im Ergebnis kannst Du also gar nicht sagen, was Sternlicht und was Streulicht ist und Du kannst mit dieser mechanischen Betrachtungsweise auch nicht argumentieren (sprich den Fall einfach addieren). Kurt hat die passende Formel ja schon angeschrieben. Alles andere ist eine Milchmädchen-Rechnung.

Gruß