3x12" Spiegel unter'm Michelson-Interferometer

Hallo Uwe,

danke für diese interessante Untersuchung. 97% Strehl sind doch aller Ehren wert. Kannst Du auch etwas zur Glattheit der Spiegeloberflächen sagen? Es gibt ja immer wieder mal Skeptiker, die sagen, dass Orion UK nicht ganz so superglatte Oberflächen hinbekäme wie z.B. Mr. Zambuto.

Hallo Uwe,

vielen Dank für die interessante Messserie. Die Strehlzahl meines 12" f/4 von Orion UK liegt nach eigenen Messungen mit S = 0,96 0nur 2% unter der Herstellerangabe, siehe Bild 29 in
http://www.astrotreff.de/topic…PIC_ID=143437&whichpage=3
Ich finde das Ergebnis für einen relativ preisgünstigen 12“ f/4 Spitzenklasse.

@ Volkmar,

Zitat

...Kannst Du auch etwas zur Glattheit der Spiegeloberflächen sagen? Es gibt ja immer wieder mal Skeptiker, die sagen, dass Orion UK nicht ganz so superglatte Oberflächen hinbekäme wie z.B. Mr. Zambuto.

ist dir vielleicht nicht mal der Gedanke gekommen das könnte auch reines Marketinggeschwätz seitens Zambuto sein? Oder hast du irgendwo schon von ihm oder seinen Jüngern etwas wie RMS- Wert zur Rauheit seiner Spiegel oder seiner Mitbewerber gefunden? Tatsache ist, dass Orion UK die Strehlzahl mit einem hochauflösenden Zygo- Interferometer bestimmt. Dabei wird die Rauheit in der Strehlzahl mit erfasst. Tatsache ist ebenfalls dass Mr. Zambuto in seinen Werbesprüchen unter <b>„Criterium #4“</b> behauptet das sei nicht der Fall.

Gruß Kurt

Moin Kurt,

je länger ich lebe desto distanzierter stehe ich Werbeaussagen gegenüber. Allein, es fehlt das technische Wissen hinsichtlich Spiegelschliff und Interferometrie, um gewisse Behauptungen a priori falsifizieren zu können. Zumal es selbsternannte Experten gibt, die solche Marketing-Claims gerne unterstützen.

Solltest Du aus meinen Zeilen ein tendenzielles Hersteller-Bashing gegen Orion UK herausgelesen haben, so wäre das ganz bestimmt nicht beabsichtigt gewesen.

Zitat

<i>Original erstellt von: QED</i>
Leider kann ich dazu nicht viel sagen. Ich könnte zwar Phasenkontrastbilder machen, doch was sollen diese dann aussagen?
Letztlich läge es an mir, wie "glatt" ich die Spiegel aussehen lassen würde

Könnte man an solchen Bildern so lange "herumschrauben", bis es "passt"? Wie gesagt, vergebt mir meine Unwissenheit in diesen technisch-physikalischen Dingen. [:I]

Hallo Volkmar, liebe Mitleser,

Zitat

….Solltest Du aus meinen Zeilen ein tendenzielles Hersteller-Bashing gegen Orion UK herausgelesen haben, so wäre das ganz bestimmt nicht beabsichtigt gewesen.

nein, ich lese bei dir keine Spur von Hersteller-Bashing. Ich will mit meinen Ausführungen auch nicht beweisen welcher Hersteller die besten Spiegel liefert. Mir scheint aber dass sich bei Dir und vielen anderen interessierten Laien völlig falsche Vorstellungen über die Wirkung von Rauheit und dem Segen von Glätte festgesetzt haben. Diese falschen Vorstellungen werden z.B. von Mr. Zambuto aus Geschäftsinteresse oder wg. fachlicher Unwissenheit gepflegt. Deshalb hier der wiederholte Versuch zur Aufklärung.

1. Eine perfekte Optik bildet punktförmige Lichtquellen als Beugungsscheibchen mit konzentrischen Ringen ab. Dabei werden bei obstruktionsfreier Optik rund 84% der Lichtenergie im Beugungsscheibchen und die restlichen 16% in Form von konzentrischen Beugungsringen in der bilebebe gestreut. Bei Obstruktion wird dieser Streulichtanteil höher auf Konsen der Intensität des Beugungsscjeibchens. In jedem Fall führt das zu einem begrenzten Auflösungsvermögen sowie zur Minderung der Kontrastübertragung von aufgelösten Bilddetails. D. h. der Bildkontrast ist demnach immer kleiner als der Objektkontrast.

2. Die nach Prof. Strehl benannte Strehlzahl ist das Verhältnis

<b>Peakintensität in Gegenwart von opt. Fehlern / theoretisch möglicher Peakintensität.</b>

Wenn z. B. eine Optik echt S=0,95 hat dann wird die Peakintensität des Beugungsscheibchens um 5% gemindert. Diese 5% werden zusätzlich zu den Beugungsringen in die Bildebene gestreut.

3. Die Strehlzahl S kann mit guter Näherung aus dem RMS Wert des Gesamt- Wellenfontfehlers berechnet werden.

4. Der RMS- Wert kann mit moderner Interferometrie zuverlässig als Gesamt- RMS oder auch fehlerspezifisch ermittelt werden.

5. Jeder opt. Fehler „verdrängt“ Licht aus dem zentralen Beugungsscheibchen in den Bereich der Beugungsringe. Man kann auch sagen jeder opt. Fehler erzeugt zusätzliches Streulicht in der Bildebene. Die Lichtverteilung dieses Streulichtes ist dabei von der Art des Fehlers abhängig. Zum besseren Verständnis einige Bildbeispiele (nach Simulation mit „openFringe“).

<b>Bild 1</b>

Zur Verdeutlichung die Helligkeitsverteilung des Streulichtes bildbearbeitungstechnisch verstärkt.

6. Die zugehörigen Kurven zur Kennzeichnung der Kontrastübertragung ( MTF- Kurven, Abkürzung für Modultation Tranfer Function) verlaufen bei jeweils gleichem RMS- Wert der Wellenfrontfehler nicht deckungsgleich.

<b>Bild 2</b>

Um die Unterschiede der Kurven zu verdeutlichen wurden ein relativ hoher RMS-Wert angenommen.

<b>Nutzanwendung bei der Beurteilung sehr guter Teleskopspiegel</b>

Sehr gut soll heißen hohe gemessene Strehlzahlen, sagen wir mal wie hier von Uwe, Orion UK und mir dargestellt deutlich S&gt;0,95. Das bedeutet dass deutlich weniger als 5% des Lichtes aus den Beugungsscheibchen zusätzlich in den physikalisch unvermeidbaren Bereich der Beugungsringe gestreut werden. Die in Bild 2 dargestellten Kurven würden sehr nahe an die Idealkurve heranrücken und wären praktisch nicht mehr zu unterscheiden. Man muss sich daher nur noch mit der Strehlzahl zu befassen.

Die Intensität der Beugungsringe ist wg. der bei Newtons unvermeidbaren Obstruktion deutlich höher als 16% gemäß 1. Bei den Zygo- Messungen lt. Orion UK sowie bei meinen Messungen ist in den weniger als 5% Streulicht das durch Rauheit verursachte im Wesentlichen mit enthalten. Der Anteil an Streulicht wg. Rauheit wird demnach im Verhältnis zum unvermeidbaren Streulicht der Beugungsringe nicht mehr auffallen. Eine völlige Vermeidung von Rauheit oder meinetwegen nahezu perfekte Glätte der Oberfläche die Mr. Zambuto so eindringlich bewirbt würde daher keine merkliche Verbesserung des Bildkontrastes bewirken. Entscheidend für die opt. Qualität ist nun mal der Gesamt- RMS des Wellenfrontfehlers und nicht das Fehlen oder Vorhandensein von geringer Rauheit.

Gruß Kurt

Hallo Kurt,

danke für die Aufklärung. So wie ich Dich verstehe, bedeuten also z.B. 95% Strehl immer die gleiche gesamtoptische Spiegelqualität bzw. ein identisch kontrastreiches Bild im Okular, unabhängig davon, ob die 5% Abzug durch Astigmatismus, Rauhheit, Unterkorrektur, Zonen oder eine abgesunkene Kante hervorgerufen werden?

Das hier

Zitat

<i>Original erstellt von: Kurt</i>
Mir scheint aber dass sich bei Dir und vielen anderen interessierten Laien völlig falsche Vorstellungen über die Wirkung von Rauheit und dem Segen von Glätte festgesetzt haben.

hast du für mein Gefühl sehr zutreffend erfasst. [;)]

Hallo Kurt,

das hast Du sehr gut zusammengefasst!

Zitat

So wie ich Dich verstehe, bedeuten also z.B. 95% Strehl immer die gleiche gesamtoptische Spiegelqualität bzw. ein identisch kontrastreiches Bild im Okular, unabhängig davon, ob die 5% Abzug durch Astigmatismus, Rauhheit, Unterkorrektur, Zonen oder eine abgesunkene Kante hervorgerufen werden?

Ja Volkmar.

Die Rauheit bei Spiegeln oder besser deren Poliergüte wird erst interessant und relevant in optischen Systemen mit vielen optischen Komponenten insbesondere Spiegeln oder extrem kurzen Lichtwellenlängen.
In Kurt's beispielhaften Beugungsbildern würde sich dann zusätzlich ein "optisches Rauschen" d'rüber legen.

Für einfache Zweispiegelsysteme wie dem Newton reicht es wenn die Flächen auspoliert und keine Grübchen, Löchlein oder andere Schleifartefakte mit der Lupe im streifenden Licht zu sehen sind. Ob es dann Ra 8nm oder gar nur 1nm rms sind ist egal. Bei beiden Werten ist die Fläche jeweils auspoliert.
Das Seeing bei der Beobachtung ist schlimmer!

Gruß
Oliver

Hallo Volkmar,

Zitat

...So wie ich Dich verstehe, bedeuten also z.B. 95% Strehl immer die gleiche gesamtoptische Spiegelqualität bzw. ein identisch kontrastreiches Bild im Okular, unabhängig davon, ob die 5% Abzug durch Astigmatismus, Rauhheit, Unterkorrektur, Zonen oder eine abgesunkene Kante hervorgerufen werden?

wenn man es ganz genau nimmt dann würde z.B. im Sterntest bei idealen Bedingungen Strehl 0,95

<i>allein wg SA.. im extra/intrafokalen Sterntest erkennbar</i>,
<i>allein wg. Koma bei fokaler Einstellung erkennbar,
allein wg Asti Asti eher gar nicht erkennbar.</i>

Diese Beispiele kann man auch sehr schön mit "Aberrator" simulieren. Koma wäre ja bei Newtons kein Spiegelfehler weil allein durch Justage perfekt kompensierbar.

Nach Simulation mit "openFringe" würde man "mittelgrobe" Rauheit auch als „Dog Bisquit“ bekannt vielleicht im extra/intrafokalen Sterntest identifizieren können. Aber schon die kleinste Luftunruhe würde das Bild stören.

Die Unterschiede in den speziellen MTF- Kurven sind dagegen in allen Fällen bei S=0,95 derart gering dass man bei Mond und Planetenbeobachtung und natürlich auch bei flächigen oder lichtschwachen DS Objekten nichts davon bemerken würde. Man stelle sich die in Bild 2 für S=0,80 gerechneten Kurven vor. Die Abweichungen zur Idealkurve würden bei S=0,95 jeweils auf 1/16 reduziert werden.

Zu Lyot- Bildchen:
Mein Lieblingsbild ist derzeit das schon in anderen Diskussionen gezeigte

<b>Bild 3</b>

Dazu wird noch etwas kommen in der einschlägigen Diskussion.

Gruß Kurt

Hallo Uwe,

könntest Du die Messungen mit einer stark erhöhten Streifenzahl wiederholen und mit FFT auswerten? Damit sollte es möglich werden, auch eine allfällige, unruhige Oberfläche mit Ausdehnung im cm-Bereich festzustellen und in die Resultate einfliessen zu lassen. In den Resultaten solltest Du dann den low-Pass-Filter nur soweit aktivieren, bis die vom Bild des Interferogramms stammenden Artefakte verschwinden (Wellen infolge sek. Interferenzen).

Grüsse

Max

Hallo Beisammen,

In den im Eingangbeitrag gezeigten I-Grammen sind immer die selben Streifenorientierungen gewählt worden. Es wäre besser mehrere verschiedene Richtungen einzustellen. Das soll das 'Printthrough' der Streifen in die Wellenfrontdarstellungen reduzieren.

Die gezeigten Wellenfrontanalysen sind aus der Zernike-Darstellung gewählt. Ein geglätteter Plot der direkten Wellenfront wäre besser gewesen. Das kann man aber aus den gespeicherten Daten noch nachholen.

Clear Skies,
Gert