Mikrorauheit und deren Messung

galaxsea · 20. Dezember 2013

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: mkoch

Wenn wir Rauhigkeit im lateralen Millimeter-Bereich betrachten und wissen wollen wie sich _diese_ Rauhigkeit im Bild auswirkt, dann darf man die Rauhigkeit im lateralen Mikrometer-Bereich wegmitteln. Sogar dann wenn sie deutlich größer als der Mittelwert ist.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Das sehe ich auch so.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: mkoch
Ich habe ihn so verstanden dass es lateral um den Millimeter-Bereich geht, und beim RMS-Wert in Z-Richtung geht es um Bruchteile von Nanometern.

Gruß
Michael
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Okey, dann hab ich das irgendwie falsch verstanden. Aber sei es drum: Dann kann man mein Beispiel eben auf die z- Richtung anwenden.

Nehmen wir mal an wir haben eine Oberfläche, die sehr flach ist und gleichmäßig und im Mittel sagen wir 1nm Höendifferenz hat.

Und betrachten im Gegensatz dazu eine Oberläche die große Höhenunterschiede hat, aber im Mittel auch 1nm Höhendifferenz.

Da wir über mehrere Atome mitteln erhalten wir wieder für beide Oberflächen die selbe Höhendifferenz.

Und jetzt kommt der Punkt, wo ich mir nicht ganz sicher bin:

Was denkst du (oder ihr): Produziert Oberfläche 2 anderes Streulicht als 1?

Ich denke ja, weil wenn man die Substruktur auflösen würde (was wir optisch nicht können) dann würde man die Unterschiede sehen.

Oder steckt das in der Definition des RMS irgendwie mit drinnen?

Wenn ich das richtig gelesen habe, kannst du ja selber Spiegel bedampfen. Würdest du mir zustimmen, dass die Rauigkeit (in z- Richtung) im nm- Bereich eher von der Verspiegelung kommt, oder von der Politur?

Das scheint mir, im Hinblick auf Superpoli nicht ganz unwichtig zu sein.

Grüße

mkoch · 20. Dezember 2013

Hallo Lukas,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: galaxsea
Nehmen wir mal an wir haben eine Oberfläche, die sehr flach ist und gleichmäßig und im Mittel sagen wir 1nm Höendifferenz hat.

Und betrachten im Gegensatz dazu eine Oberläche die große Höhenunterschiede hat, aber im Mittel auch 1nm Höhendifferenz.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ich habe noch nicht verstanden worin der Unterschied bestehen soll, bitte beschreibe es genauer, vielleicht mit Bild.

Gruß
Michael

Alois · 20. Dezember 2013

Hallo Rolf<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Lieber Alois, wenn man nur Bahnhof versteht, dann kommt ein solches Übersetzungsgeschwafel heraus, bitte gnädigst um Entschuldigung).<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ja lieber Rolf, da kann ich dich gerne entschuldigen.
Bei so viel sich wiedersprechenden Erklärungen kannst du nichts mehr dafür.
Wie so fragt Vernet jetzt nach der Dichte meines Streifens.
Das deutet darauf hin das Vernet meinen Startbericht ohne dabei zu denken gelesen hat. Weil dort steht alles über Dichte und Streifenbreite dabei.
Darum kommt er wieder gebetsmühlenartig das zu erklären was wir schon lange wissen.
Dadurch bleibt er ewig am Anfang der Diskusionen und kommt nicht weiter.
Jeder der einmal Sonnenbeobachtung gemacht hat weiss doch Bescheid über die Dichte. Ich habe auch Lyottest mit Dichte 2 und 3 und auch darüber gemacht
und komme auch zur Kenntnis von Texereau das die Dichte 2 oder leicht darunter die am besten geeignete ist. Das sich die Höhenfehler
im Kontrast zeigen stimmt schon aber das gelingt auch bei Dichte 2 genauso. Bei Dichte 3 mus man halt länger belichten und wenn richtig
belichtet wird kommt der selbe Kontrast zustande. Siehe die Vektor Berechnungen von Fresnel.
Es kommt nur darauf an den idealen Vektor der Dichte zu finden.
Was die Spiegeltests betrifft schreibt er, alle sind aus dem Krümmungsmittelpunkt gemacht.
Ja wie so sieht man dann nicht den Parabelschatten wie bei Texereau den er auf das Zentrum fokusiert hat dessen Teil einigermaßen
genug sphärisch ist und nur an dieser Stelle der Lyottest sichtbar wird. Außer er hat den Dichtestreifen so breit gemacht das dies alles
hinter ihm versteckt wird. Dann ist dieser Lyottest auch nicht mehr sinnvoll. Das sind lauter unsinnige Versuche.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">"Der Nomarski wird die mikrometrische micromamelonnage (die nicht so interessant fuer unsere Astrosache ist) messen und nicht den millimetrischen. Ich denke, das wird uns in unserer Debatte nicht sehr viel weiter bringen."<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Beim Nomarski Mikroskop ist es ähnlich wie bei dem Lyottest.
Es zeigt die Höhefehler auch im Kontrast den man nur abschätzen kann. Jetzt erleichtert durch den Vergleich mit dem Weisslicht Interferometer.
Hat aber den Vorteil dass es die lateralen Strecken genau zeigen kann. Dadurch ist man dort schon einen Schritt besser dran.
Dies als uninteressant zu bezeichnen ist ein Fehler. Weil der Lichtstrahl entscheidet sich nicht nach Gutdünken.
Ja am besten wird wohl sein.
Ich mache mal die Versuche die ich dem Forum versprochen habe und wenn jemand Fehler findet kann sie ja wohl
aufklärend begründen. Damit habe ich kein Problem . Es ist besser einen Fehler zuzugeben als einen
nicht verdaubaren Klumpen im Magen zu behalten.

Viele Grüße
Alois

Cleo · 20. Dezember 2013

Hallo zusammen,

zu Rauhigkeitsänderung (PSD-Änderung) bei Beschichtung mit Aluminium hatte ich schon was gefunden:

siehe hier

Für Ortswellenlängen von 10 µm und größer passiert gar nix (wie auch, wenn die Schicht nur Bruchteile von µm dick ist). Für Ortswellenlängen unterhalb der Lichtwellenlänge kann man die Rauhigkeit ignorieren, weil das Licht eh drüber mittelt.

Den Zusammenhang PSD <-> tatsächliche Oberflächenform habe ich gerade nicht parat, aber vielleicht jemand anderes? Ich wollte das hier trotzdem reinstellen, weil's in die momentane Diskussion passt.

viele Grüße

Holger

rolf · 20. Dezember 2013

"Würdest du mir zustimmen, dass die Rauigkeit (in z- Richtung) im nm- Bereich eher von der Verspiegelung kommt, oder von der Politur?"

Wenn ich es richtig verstehe, dann sprichst Du die Frage der Alubedampfung an, bei der man denken könnte, sie würde die Glattheit der Oberfläche beeinflussen. Dazu hat Vernet gestern noch spät ein Beispiel aufs Forum gestellt. http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/039889-20.html
Falls es das ist, was interessiert, kann ich's bei Bedarf schnell übersetzen.

Gruß Rolf

Gerd-2 · 20. Dezember 2013

Hallo Rolf,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">"Nun weiß ich nicht so recht was unsere Französischen Freunde nun unter Rauheit verstehen.
Vermutlich doch eher die Welligkeit und nicht wirklich die Mikrorauheit bzw. sie werden sicher die Welligkeit mit einbeziehen wenn sie von super Polish sprechen."

Mir ist völlig rätselhaft, wie Du zu dieser Aussage kommst, nach all dem, was von frz. Seite gekommen ist (nicht nur hier). Die Mikrorauheit wird hier separat von anderen Formfehlern diskutiert und das ging auch schon in den Aussagen von Vernet hier auf deutsch klar hervor.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

das es hier nicht um Formfehler geht ist doch völlig klar.
Es war aber nicht klar ob es um Welligkeit (millimetrische micromamelonnage) oder Rauheit (mikrometrische micromamelonnage) geht.

Wie sich ja nun inzwischen rausgestellt hat bezieht sich Vernet auf die Welligkeit.
Ich hatte also völlig recht mit meiner Vermutung.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Vermutlich doch eher die Welligkeit und nicht wirklich die Mikrorauheit<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Des Weiteren stellt sich raus das auch Vernet bezüglich Mikrorauheit keine Probleme für unsere Belange sieht.

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">während beim mikrometrischen sich das WESENTLICHE der gestreuten Energie AUSSERHALB des Teleskopfeldes verteilt. Also ist bei dieser Fehlerfamilie der Effekt auf die Achse quasi vernachlässigbar. Für unsere astronomischen Bedürfnisse mit einem Feld von höchstens einigen zehn Bogenminuten ist das eine Fehlerklasse, die nicht sehr interessant ist.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ich habe also bezüglich der Mikrorauheit gar keine wesentlich andere Meinung und es ist sehr wichtig zwischen Welligkeit und Rauheit zu unterscheiden, das sieht ja auch Vernet so.
Wenn Du hier die Diskussion von Anfang an verfolgst wirst Du feststellen das ich der Einzige war der hier bisher immer zwischen Welligkeit und Rauheit unterschieden hatte
Während andere das ständig durcheinander gewürfelt hatten was ich hier auch schon mehrfach kritisiert hatte.

Das Welligkeit sehr wohl ein Problem sein kann hatte ich ja auch schon mehrmals geschrieben und das Runterspielen dieses Problems durch einige hier auch bereits mehrfach deutlich kritisiert.

Insofern ist es mir unverständlich das Du meine oben von Dir zitierte Aussage als rätselhaft betrachtest.
Ganz offensichtlich war bis zu Deinem Betrag vom 19.12

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hier noch eine weitere Erklärung, denn da scheint etwas konfus zu sein bei ihnen.
Hier bei uns unterscheidet man zwei Familien von micromamelonnage :
Die millimetrische micromamelonnage (Raumfrequenz, oder lineare Fehlergröße in mm-Größe).
Die mikrometrische micromamelonnage (Raumfrequenz in Mikrongröße).
Die Effekte dieser beiden Fehlerfamilien sind keineswegs die gleichen. Millimetrisch und mikrometrisch verwechseln ist schlimmer als Astigmatismus mit sphärischer Aberration zu verwechseln.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

hier niemanden klar worum es denn nun bei Vernet überhaupt geht, und daher meine Frage diesbezüglich absolut berechtigt.

Grüße Gerd

galaxsea · 20. Dezember 2013

Hallo,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: Cleo
 Hallo zusammen,

zu Rauhigkeitsänderung (PSD-Änderung) bei Beschichtung mit Aluminium hatte ich schon was gefunden:

siehe hier

Für Ortswellenlängen von 10 µm und größer passiert gar nix (wie auch, wenn die Schicht nur Bruchteile von µm dick ist). Für Ortswellenlängen unterhalb der Lichtwellenlänge kann man die Rauhigkeit ignorieren, weil das Licht eh drüber mittelt.

Den Zusammenhang PSD <-> tatsächliche Oberflächenform habe ich gerade nicht parat, aber vielleicht jemand anderes? Ich wollte das hier trotzdem reinstellen, weil's in die momentane Diskussion passt.

viele Grüße

Holger
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Ich weiß nicht, ob ich schon wieder etwas missverstehe, aber so wie ich das verstehe geht es doch genau um den Einfluss dieser Rauigkeit, die kleiner ist als die Lichtwellenlänge, also in z-Richtung im Nanometerbereich. Und ich denke, da muss man den Einfluss der Aluschicht durchaus betrachten.

(==>)Rolf: Wäre nett, wenn du das übersetzen könntest.

(==>)Michael: Hier ich habe mal ein Beispiel gemacht.

Das linke Bild ist eine Oberfläche die sehr rau ist. Der Lichtstrahl mittelt nun lateral über diese Linie und man misst sehr genau einen RMS von 1.5811 in z-Richtung.

Das rechte Bild ist eine andere Oberfläche. Der Lichtstrahl mittelt wieder lateral über diese Linie und man misst trotzdem sehr genau einen RMS von 1.5811 in z-Richtung.

Die Substruktur ist jedoch anders. Ich denke links entsteht wesentlich anderes Streulicht als rechts.

Soll heißen: Es nützt nichts eine hohe Auflösung in z-Richtung zu haben und sich lateral mit ein paar mm oder µm zufrieden zu geben. Man kann so die Auswirkungen der Rauigkeit nicht erfassen. Man braucht also Auflösung im nm- Bereich sowohl lateral als auch in z- Richtung. Und ich denke da haben wir ein Problem.

Würdest du mir bei dieser Interpretation zustimmen?[:)]

Kalle66 · 20. Dezember 2013

An alle, die hier vielleicht ein Verständnisproblem haben,

lateral bedeutet, das man eine bestimmte Teil-Fläche auf dem Spiegel als "Kachel" betrachtet. Die Größe der Kachel ist das laterale Maß. Die Höhe der Lage der Kachel gegenüber einer Ideal-Null-Linie (perfekte Parabel) ist die "vertikale" Gestaltabweichung (Z-Achse).

Um dem Ganzen wellenoptisch auf den Grund zu kommen, geht man nun folgender Maßen vor: Die Parabel als Ideallinie wird "flach" gezogen als Nulllinie dargestellt. Dann wählt man zuerst eine supergroße Kachel (so groß wie der Spiegel), ermittelt deren Höhe. Dann halbiert man die Kachel und schaut wie die neuen Kacheln von der ersten sich in der Höhe unterscheiden. Dann viertelt man diese usw.

Jede dieser Kacheln hat nun eine bestimmte Größe. Die Gesamtabweichung des Spiegels zur Idealform ist die Summe der vertikalen Höhenabweichungen aller Kacheln (in allen Größen).

Diese Kachelgrößen werden auch als Kehrwert "Ortsfrequenzen" der Spiegeloberfläche genannt, indem man anstelle der Kachelgröße einfach die Zahl der Kacheln angibt, die nebeneinander auf den Spiegel passen würden. Den Prozess der Zerlegung der Spiegelform in diese Sammlung von Kacheln nennt man Fourierzerlegung. Man kann sich das auch so vorstellen, dass man den Spiegel aus LEGO-Bausteinen zusammenbaut. Mit großen Duplosteinen anfängt und dann die Lücken mit immer kleiner werdenden Steinchen schließt.

Für die Gesamtbetrachtung geht es dann um die Frage, welche der Kachelgrößen wieviel zum Gesamtbild bzw. den Fehlern im Bild beitragen. Jede Größe hat ganz bestimmte Auswirkungen und im Größenbereich von wenigen Millimetern bis in den Submillimeterbereich sind die Auswirkungen "Streulicht".

Wellenoptisch sortiert man die Kacheln nach ihrer Größe und kann für jede Größe einen "festen" Streuwinkel angeben. Der ist übrigens ähnlich, wie bei der Berechnung des Auflösungsvermögens eines Teleskops an sich: "1,22*Lambda/D" ist eine Näherungsformel für die Winkelauflösung mit D = Durchmesser der Optik bzw. Durchmesser der Kachelgröße.

Jetzt ist es so, dass mit jeder Kachelgröße die "vertikale" Höhenabweichung (also die Dicke der verbauten Legosteinchen) tendenziell abnimmt. Und mit dieser "vertikalen" Höhenabweichung kann man die Lichtmenge berechnen, die in einem bestimmten Streuwinkel (siehe "1,22*lambda/D") auftreten.

Diese nach Kachelgrößen sortierten Licht-Streumengen addiert man am Ende und erhält das theoritische Abbildungsvermögen des Teleskopspiegels.

Die ersten 35 Kachelgrößen (Zernikekoeffizienten) ergeben so Dinge wie Abweichungen von der Sphäre/Parabel, Astigmatismus und was sonst so allgemein als strehlbeeinflussend gilt. Darüber hinaus geht es dann nur um wenige Prozentbruchteile am sogenannten Strehl, die allerdings als Streulicht massiv stören können oder auch nicht.

Wenn man Kachelgrößen unterhalb 0,1mm anschaut, dann sind diese wirklich nur noch im einstelligen Nanometerbereich dick bis hinunter auf 0,1 Nanometer (~Atomdurchmesser). Da aber nach der Streuwinkelformel "1,22*lambda/D", dies dem Auflösungsvermögens eines Teleskop mit 0,1mm entsprechen würde, verteilt sich da das Streulicht praktisch wie eine Halbkugel im gesamt Bild, und bildet keinen engen Lichthalo mehr um z.b. einen hellen Stern. Die Lichtmenge ist zudem wiederum nur noch wenige Prozent des Streulichts, welches von den Kacheln der Größenklassen 5mm bis 0,1mm ausgelöst wird. Deshalb schreibt Michael oben:
<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...und ich stimme auch zu dass die mikrometrische Rauheit für unsere Anwendung nicht von Interesse ist.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

RMS (quadrierte mittlere Abweichung) ist ein Maß für die Höhenlagen einer Kachelgröße (Dicke der Legosteinchen). Quadriert deshalb, weil auf diese Art Täler (Minuswerte) wie Berge (Pluswerte) gleichermaßen die Rauigkeit erhöhen. Außerdem steigt die Lichtmenge, die man einer Kachelgröße zuordnen muss quadratisch, wenn die Kacheln eine Größenklasse untereinander stark abweichen (Berge und Täler also steil sind).

Das elegante an der wellenoptischen Betrachtung ist, dass man jede Kachelgröße isoliert betrachten kann, am Ende nur alle wieder zusammenzählen muss. Das Schlimme daran ist, dass es eine "Mordsrechnerei" ist.

Das praktische Problem ist, dass wir bisher nicht wissen, wie sich die Rauigkeiten im Bereich von Kachelgrößen unterhalb von 5mm verteilen. Der Lyottest zeigt uns zwar Berge und Täler also solche sehr empfindlich an, aber nicht deren genauen Höhen - kann außerdem nur bis Kachelgrößen im Millimeterbereich arbeiten. Interferometer über den ganzen Spiegel zeigen zwar Höhen genau an, aber eben nur bis auf wenige Millimeter Kachelgröße.

Alois versucht nun Daten zu beschaffen, die Mikroskop und Interferometer mittels Profigerätschaft vereinen. Höhen auf wenige Nanometer mit Kachelgrößen bis in den tausendstel Millimeterbereich. Diese Daten sind deshalb interessant, weil sie typisch für die Polierprozesse sind. Im Amateurastronomiebereich wird typisch mit Polierpech gearbeitet. Die Profis arbeiten da übrigens mit Diamantwerkzeugen, Vakuumkammer und Schichtabtrag mittels Ionenstrahlen und wer weiß noch. Und Treiber dieser Technik sind Halbleiterproduzenten, weil die mittels Spezialoptik im nahen Röntgenlicht ihre Chipstrukturen auf die Wafer bringen wollen. Deshalb gibt es so wenig aktuelle wissenschaftliche Studien, die auch Polierpech (handpoliert, Drehteller maschinell poliert) berücksichtigen.

Mathematisch werden die Kacheln als Sinus- bzw. Cosinuswellen dargestellt. Deren Wellenlänge repräsentieren die Kachelgröße. Das Ganze natürlich als Fläche in x- und y-Richtung (laterale Richtung) und die Höhe der Wellen in Z-Richtung (vertikales Maß). Die kleinsten Wellen sind theoretisch die zur Abbildung von Einzelatomen. Andererseits kann man mit Wellenoptik zeigen, dass Strukturgrößen im Wellenlängenbereich des Lichts (Submikrometerbereich oder ~550 Nanometer für Grün) einfach zusammengefasst als Restgröße "weggepackt" werden kann und der Bereich im Submillimeterbereich 0,1mm bis 1 Mikrometer kaum noch eine Rolle spielen dürfte. Da sind die Z-Höhen schon so klein, dass man diesen Bereich für Licht ignorieren kann. Bei Röntgenlicht wäre das übrigens anders, da es anders mit der Spiegeloberfläche reagiert - es teilweise durchdringt (eben röntgenmäßig).

Gruß
vielleicht hilft dies dem einen oder anderen beim Verständnis (und hoffentlich hab' ich es jetzt richtig dargestellt)

mkoch · 20. Dezember 2013

Hallo Lukas,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: galaxsea
Das linke Bild ist eine Oberfläche die sehr rau ist. Der Lichtstrahl mittelt nun lateral über diese Linie und man misst sehr genau einen RMS von 1.5811 in z-Richtung.

Das rechte Bild ist eine andere Oberfläche. Der Lichtstrahl mittelt wieder lateral über diese Linie und man misst trotzdem sehr genau einen RMS von 1.5811 in z-Richtung.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Deine beiden Oberflächen haben nicht den gleichen RMS Wert. Du darfst dir die Bezugs-Höhe für die Berechnung des RMS nicht beliebig aussuchen. Die Bezugs-Höhe muss der arithmetische Mittelwert sein.

Gruß
Michael

rolf · 20. Dezember 2013

Gerd,

Ich hatte mich zu dieser Äußerung hinreißen lassen, weil ich mich auf diesen Satz konzentriert hatte: "Nun weiß ich nicht so recht was unsere Französischen Freunde nun unter Rauheit verstehen." Das hatte ich vorschnell so verstanden, als hättest Du Dir kein Bild von dem gemacht, was von hier kommt und evtl. gar nicht mitgelesen hast und denkst, der Vernet wäre in diesen Fragen konfus. Grundsätzlich darfst Du meine Beiträge, was die Sache selbst betrifft, nicht ernst nehmen (deshalb beschränke ich mich auch lieber aufs Übersetzen oder aufs allg. Zusammenfassen, um es auch selbst auf die Reihe zu bekommen - riesige Baustelle!).

Gruß Rolf

galaxsea · 20. Dezember 2013

(==>)Kalle: Zitat:"Höhen auf wenige Nanometer mit Kachelgrößen bis in den tausendstel Millimeterbereich."

Genau da sehe ich zwei Probleme:

1) Auf Kachelgrößen von tausendstel Millimeterbereich wird man hauptsächlich die Rauigkeit der aufgedampften Schicht betrachten müssen.

2) Die Kachelgröße ist zu groß. Man erhält so keine Aussage über die Wirkung der Rauigkeit. Die hohe Auflösung in z-Richtung täuscht da(siehe mein Bild).

Grüße

Edit:

(==>)Michael: Okey, das hat mich überzeugt [:D]. Damit dürfte Punkt 2) hinfällig sein.

mkoch · 20. Dezember 2013

Hallo Lukas,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: galaxsea
1) Auf Kachelgrößen von tausendstel Millimeterbereich wird man hauptsächlich die Rauigkeit der aufgedampften Schicht betrachten müssen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

So kleine Kachelgrößen sind für unsere Anwendung irrelevant weil der entsprechende Streuwinkel sehr groß ist (deutlich größer als das Bildfeld). Da bin ich genau der gleichen Meinung wie David Vernet. Weil sich das Streulicht auf eine sehr große Fläche verteilt, ist die Aufhellung des Hintergrundes ziemlich gering.

Gruß
Michael

Kalle66 · 20. Dezember 2013

Lukas,
bei Ortfrequenzen im Mikrometerbereich und darunter verteilit sich mögliches Streulicht über den gesamten Raumwinkel und nicht nur in der Umgebung des abzubildenden Punkts. Zudem ist dieser Streulichtanteil wiederum nur ein Bruchteil des gesamten Streulichts (hervorgerufen durch alle Strukturen unterhalb der ~5mm Grenze). Deshalb schrieb Michael ja schon weiter oben, dass diese Rauigkeitsbereiche eigentlich gar nicht interessant sind. Sie sind quasi nur die Krümel der Spitze des Eisbergs.

Die bisherige Diskussion zeigt, dass der eigentlich relevante und interessante Bereich die Welligkeiten mit Ortsfrequenzen von ~5mm bis hinunter ~0,1mm (lateral) sind, man nimmt zusätzlich an, dass aufgrund Selbstähnlichkeit der Rauigkeit, die rms-Werte hin zu noch kleineren Orstgrößen kleiner werden. Dann kann man grob abschätzen, dass

a) die Streulicht-Intensität in einem gegebenen Raumwinkel um einen Abbildungspunkt quadratisch mit dem zunehmenden Streuwinkel kleiner wird (allerdings konstant, wenn man bildfüllende flächige Objekte betrachtet, da mit Winkeldistanz dann die Zahl der Punkte quadratisch wieder zunimmt).
b) die Streulicht-Gesamtintensität quadratisch mit dem rms-Werten sinkt, und hier die Annahme greift, dass der rms-Wert über weiter Strecken mit der Ortswellenlänge der zu untersuchenden Rauigkeit linear skaliert (Selbstähnlichkeit).

Demzufolge nimmt das Streulicht quadratisch (für Einzelpunktquellen in 4. Potenz) hin zu steigenden Ortsfrequenzen (kleineren "Kachelgrößen") als Kontrasminderung ab und wird uninteressant.

Bei der Beschichtung müssten also Strukturen mit millimetergroßen Fladen auftreten, bevor das wirklich interessiert. Allerdings reichen dafür Schichtdickenvariationen mit wenigen Nanometer aus, damit man diese Variationen dann nicht mehr ignorieren darf. Und sie müssen sich auf den gesamten Spiegel verteilt wiederfinden. Sowas kann ich mir nur vorstellen, wenn starke Vibrationen beim Verspiegeln auftreten. Zu mehr reicht da meine Phantasie grad nicht aus. Ich bin da andererseits kein Experte für.

Gruß

rolf · 20. Dezember 2013

Vernet an Alois ;

Vernet : « Sein Bericht ist auf deutsch und ich spreche kein Deutsch, und da ist es möglich, einmal nicht alles mitzubekommen. Deshalb wäre es am schnellsten gewesen, wenn er mir einfach eine Antwort auf die Frage der Streifendichte für Guntram Lamperts Spiegel gegeben hätte."

Alois : « und komme auch zur Kenntnis von Texereau das die Dichte 2 oder leicht darunter die am besten geeignete ist »

Vernet : « Das ist falsch. Texereau sagt, dass man die Streifendichte den Fehlerhöhen anpassen muss ; Dichte 2 für größere Fehler und Dichte 3 für die kleinsten Fehler.
Übrigens benützt Texereau in seiner Abhandlung 2 Streifen, eine mit Dichte 1.69 und die andere mit Dichte 2.81 ; die mit der Dichte 2.81 ist für die Messung der kleinsten Fehler. »

Alois : « Bei Dichte 3 muss man halt länger belichten und wenn richtig
belichtet wird kommt der selbe Kontrast zustande. »

Vernet : « Auch das ist falsch.
Für eine gleiche Fehlerhöhe variiert der Kontrast mit der Dichte des Streifens ; das ist sogar ein wesentliches Prinzip des Phasenkontrasttestes. In der Originalabhandlung von Texereau steht eine Formel, die für eine bestimmte Fehlerhöhe den Kontrast gemäß der Streifendichte berechnet.
Zitat aus dem Artikel : X gleich Wellenfehlerhöhe und N gleich Absorption der einfallenden Welle. Lyot gibt die folgende Formel für die Intensität für jeden Punkt des Bildes:

Der Kontrast wird gegeben im zweiten Begriff in der Klammer ; man sieht, dass die Sensibilität der Methode mit der Wurzel der Absorption, die man auf die normale Welle anwendet, multipliziert wird ; aber natürlich dürfen die zu untersuchenden Fehler nur wenig Licht diffraktieren, um eine solche Diffraktion zu begründen.
http://www.astrosurf.com/tests/articles/defauts/defauts.htm
Intensität 3 ist also sensibler verglichen zu 2, als Beweis die Bilder hier :

Dichte 2:

Dichte 3:

http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/039889-20.html

Ich komme auf meine Eingangsbemerkung zurück : Man kann nicht zwei Bilder im Phasenkontrast vergleichen, wenn man nicht die Dichtecharakteristik der beiden Phasenstreifen kennt.

Was die Frage der Parabolschatten bei Texereau betrifft, ist mir nicht ganz klar, worauf er hinaus will. Der 0,5mm breite Streifen (Breite, die von Texereau empfohlen wird, um parabolische Spiegel im Krümmungsmittelpunkt zu kontrollieren) versteckt in der Tat die meiste sphärische Aberration eines 200 F/6 Spiegels ; wo soll das Problem sein ?
Er kann selbst feststellen, dass man mit dem gleichen Streifen auf einem 400 F4Spiegel nicht die gesamte sphärischen Aberration bedecken kann.

Was den Normarski betrifft, so muss ich feststellen, dass er in keinster Weise meine Argumentation zur Raumfrequenz der Fehler und die Folge auf das Bild in Erwägung zieht.

So, noch etwas : Ich habe gelesen, dass Alois mich zu Unrecht öffentlich bezichtigt, den Test in Autokollimation gemacht zu haben und so nicht ehrlich in meiner Präsentation gewesen wäre. Das Mindeste, was man von ihm verlangen könnte, ist, dass er diesen Irrtum eingesteht anstatt jetzt ständig irgendwelche Dinge zu suchen. Dieser Test wurde nach allen Regeln der Kunst durchgeführt,
so wie es in der Originalabhandlung von Texereau steht und Alois wäre gut beraten, ihn genau durchzulesen."

Gruß Rolf

rolf · 20. Dezember 2013

Kalle, was die Beschichtung betrifft, so hat Vernet hier gestern zwei Fotos gezeigt (vor und nach der Beschichtung), die beweisen sollen, dass es keinen Unterschied gibt.

http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/039889-20.html

Gruß Rolf

Alois · 20. Dezember 2013

Hallo Rolf.

Ja mit diesen Bildern konnte mich Vernet überzeugen dass er tatsächlich aus dem Krümmungsmittelpunkt gemessen hat
und ich nehme meine zu unrechte Behauptung zurück.
Jedoch mit einen 0,5 mm breiten Dichtestreifen messe ich schon lange nicht mehr,
weil der ist viel zu wenig empfindlich und da schauen alle normal polierten Spiegel super gut aus.
Das würde bedeuten das Michael Koch mit seiner Vermutung der Tatsache schon sehr nahe ist,
dass es auch sehr gute selbst geschliffene Spiegel gibt, ohne das es der Besitzer weis.
Soll aber nicht heißen das sie mit denen von Vernet gleichgestellt sind.
Bin weiterhin überzeugt dass die Spiegel von Vernet eine sehr gute Fläche haben.
Denn er poliert sicher auch mit dieser Sorgfalt wie Guntram .
Vermutlich noch ein wenig feiner , weil bei einer Parabel ist es nicht mehr so leicht
wie bei einen Kugelspiegel. Ach ja, beim Spiegel von Guntram habe ich Dichte 2,07 verwendet.

Viele Grüße
Alois

galaxsea · 20. Dezember 2013

Hallo

danke Kalle und Michael für eure Erläuterungen. Es hat mir sehr geholfen mal kompakt das zu lesen, was ihr eigentlich vor habt. Ich hatte den Thread zwar komplett gelesen, aber einiges war mir nicht ganz klar.

Ich hatte mich an dieser sub- nm Geschichte gestört, jetzt weiß ich ja genau was ihr messen wollt und warum und nachdem ich mehrere Stunden darüber nachgedacht habe, ist mir das auch klar.

Allerdings bin ich mir nach wie vor nicht sicher, ob ihr und Vernet das Selbe meint. Ich blicke da nicht durch ehrlich gesagt.

Auf jedenfall glaube ich, dass ich zum weiteren Verlauf des Threads erstmal nichts mehr sinnvolles beitragen kann, weshalb ich mich wieder in die Rolle des stillen Mitlesers verabschieden werde.

Einen schönen Abend wünscht

rolf · 20. Dezember 2013

Vernet an Alois:

Alois :
« Jedoch mit einen 0,5 mm breiten Dichtestreifen messe ich schon lange nicht mehr,
weil der ist viel zu wenig empfindlich und da schauen alle normal polierten Spiegel super gut aus. »

Vernet :
« Auch diese Behauptung ist falsch.

Die Breite des Streifens ändert absolut nichts an seiner Sensibilität. Die Streifenbreite spielt übrigens in der Formel, die ich gegeben hatte, keinerlei Rolle.
Die Streifenbreite ändert nur Eines : die Raumfrequenz der Fehler, die man auf dem Bild sieht. Mit einem Streifen von 0.5 mm werden Fehler, die ganz nahe der optischen Achse diffraktieren, ausgenommen ; und diese Fehler die so nahe an der Achse diffraktieren sind zentimetrische Fehler der mamelonnage sowie Zonenfehler und nicht Fehler der micromamelonnage , die weiter von der Achse diffraktieren und die nicht von dem Streifen 0.5 bedeckt sind.
Der Beweis noch einmal durchs Bild.
Auf einem 300 F 4, den Rohr für mich kontrolliert hat ; er hat einen Phasenkontrast gemacht, dieses Mal in Autokollimation und mit einem Streifen von 0.1 mm Breite.

Einzusehen in diesem thread :

http://www.astro-foren.de/show…-Spiegel&p=41041#post4104

Man sieht dort vor allem Zonen seines eigenen Spiegels ; deshalb empfiehlt Texereau auch, den Loyt-Test im Krümmungsmittelpunkt zu machen, um die Fehler des Spiegels in Autokollimation (wenn der zu messende Spiegel eine geringe Rauigkeit hat) zu vermeiden.

Der gleiche Spiegel mit meinem Phasenstreifen 0.5mm Breite und Dichte 3 :

Man sieht sehr gut, dass die micromamelonnage besser sichtbar ist, und das mit einer höheren Sensibilität – im Gegensatz zu dem was Alois behauptet. »

Alois :
« Ach ja, beim Spiegel von Guntram habe ich Dichte 2,07 verwendet. »

Vernet :
« Er kann also nicht direkt meine Bilder, die mit einem Streifen der Dichte 3, bei der die Sensibilität etwa dreimal höher ist als die seines Streifens , vergleichen und von dem Prinzip ausgehen, dass sein Streifen die richtige Phasenverschiebung PI/2 besitzt, was auch nicht immer garantiert ist. »

Gruß Rolf

rolf · 21. Dezember 2013

Charles Rydel hat sich hinzugeschaltet und übermittelt Alois Folgendes :

"Ich sehe nicht, wie man pi/2 mit einer Dichte von 2 haben kann! Um 500nm braucht es 4.
Außerdem variiert die Phasenverschiebung direkt mit der Wellenlänge, denn ein solcher Aufbau ist nicht achromatisch, aber mit d=4 wie von Lyot empfohlen, sieht man nicht mehr viel … d=3 scheint mir ein guter Kompromiss."

Gruß Rolf

Kalle66 · 21. Dezember 2013

Hallo,
beim Stöbern im Internet las ich grad über eine Poliermethode Namens "VIBE" (siehe http://www.optimaxsi.com/PDFs/Vibe-finishing.pdf)
mit der gezielt Welligkeiten (mid-spatial frequency ripple) abgebaut werden kann. Mit geringem Druck (~70Millibar), geringesten Strichlängen (1mm - 2mm), Volltool, kurzer Einsatzzeit (~60 Sekunden) und Nano-Polierpartikel auf flexiblen Pads wird über die Oberfläche "vibriert".

Kennt das jemand?

Gruß

Kurt · 21. Dezember 2013

Hallo Rolf,

du hast dir die Mühe gemacht den französischen Thread anzulegen:

Contraste et état de surface
http://www.astrosurf.com/ubb/Forum2/HTML/039889.html

Da dort des Öfteren mein Name erscheint gestatte ich mir einige Anmerkungen. Ich bin den Text mehrfach vorwärts und rückwärts mit Google- Französisch und gestützt auf meine Fachkenntnisse sowie deine Übersetzungen durchgegangen. Daher habe ich wohl das wichtigste aus meiner Sicht mitbekommen. Das wäre:

1. Du hast im Wesentlichen alle meine Aktivitäten zum Thema Rauheit und deren Quantifizierung in Form von Links eingebracht. Wer jetzt immer noch verbreitet wie in Deutschland (oder speziell ich) würden das Problem Rauheit nicht richtig einschätzen oder sogar ignorieren der handelt entweder fahrlässig oder boshaft.

2. Für das Verständnis dieser Arbeiten sind ausreichende Deutschkenntnisse oder aber eine fachlich saubere Übersetzung unerlässlich. Bei dieser komplexe Materie macht es daher keinen Sinn weiter über fachliche Details wie Messprobleme zu streiten. Dabei kommen erfahrungsgemäß nur Missverständnisse heraus. Das ist ein wesentlicher Grund dafür dass mich aus dieser internationalen Fachdiskussion zurückgezogen habe.

3. Immerhin hab ich allein durch das unvollständige Studium deines Threads die Überzeugung gewonnen dass David Vernet mindestens genauso gut und glatt polieren kann wie zahlreiche meiner deutsch sprechenden Freunde, meine Wenigkeit eingeschlossen.

Ich hab nichts dagegen falls du dieses Posting mitsamt Übersetzung in deinen französischen Thread übernehmen möchtest.

Gruß Kurt

rolf · 21. Dezember 2013

Hallo Kurt,

selbstverständlich werde ich das so genau wie mir möglich hier unterbringen.
Ich möchte dennoch hinzufügen, dass damit unwillkürlich der Eindruck entsteht, hier würden Rückzugsmanöver eingeläutet.
Es geht auch nicht darum, über Messmethoden zu streiten, sondern sie richtig zu verstehen und anzuwenden; da scheint nach den letzten Beiträgen offenbar noch Nachholbedarf zu bestehen. Der Verlauf dieser Diskussion zeigt auch, dass eine gewisse Annäherung durchaus möglich ist, sobald ein ehrliches Interesse an gegenseitigem Verstehen vorhanden ist.

Was die Schleifkunst der einen oder anderen betrifft, so geht es nicht darum, wer die besten Spiegel schleift; Du schaffst hier nur einen Nebenschauplatz, der dem Thema nicht würdig ist.

Gruß Rolf

rainer-l · 21. Dezember 2013

Hallo Rolf , hallo Michael
Bei dem Phasenkontrast in der Mikroskopie besteht die Phasenplatte aus zwei Schichten , einer phasendrehenden und einer absorbierenden Schicht . In Lecleire "A Manual For Amateur Teleskop Makers"finde ich "the knife-edge is replaced by a phase plate a tranparent plate of glass on wich a small square of evaporated aluminium film , of specific dimentionsions and density (eg. 0,4mm by 30mm with a density of 3)" .
In diesem Fall muß dann die Aluminiumschicht absorbieren und die Phase drehen . Die frequenzabhängige Phasendrehung ist über die unterschiedliche Lichtlaufzeit in Aluminium-Luft der Aluminium Schichtdicke propotional , die Absorption proportional zum Logarithmus der Schichtdicke .
Damit ist es nicht immer möglich die optimale Phasendrehung von +-Phi/2 und die optimale Absorption gleichzeitig zu bekommen .
Im "Gerlach", einem Standartwerk der med.Mikroskopie habe ich Kurven für den Kontrast bei für verschiedene Absorptionen und Phasenwinkeln des Präparats (was den Spiegelfehlern entspricht) . Hohe Absorption führt zu hohem Kontrast bei kleinen Fehlern der aber auch schnell wieder auf Null absinkt . Die von Vernet angegebene Näherung von Texereau kann aufgrund der Kurvenform nur einen beschränkten Geltungsbereich haben .Um hier mal rechnen zu können braucht man die Phasenverschiebung in Abhängigkeit der Dichte .Kann Jemand hierzu Werte liefern ?
DieFormel ist genaugenommen nur zulässig für +-Phi/2 , bei anderen Winkeln muß direktes und gestreutes Licht vektoriel addiert werden . Ist es möglich den Geltungbereich der Formel näher anzugeben ?

Eins muß noch loswerden .Die Aberation eines Paraboloids im ROC durch die Phasenplatte abzudecken ist genial . Chapeu !

Fragen an Michael : Welche Streifenbreite (oder Durchmesser) hat der Phasenkontrast in Deiner PDI Platte ?
Welche Dichte , log(0,002) = -2,7 ?
Welchen Phasenwinkel (zB.für 550nm) ?

Viele Grüße Rainer

mkoch · 21. Dezember 2013

Hallo Rainer,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Original erstellt von: rainer-l
Fragen an Michael : Welche Streifenbreite (oder Durchmesser) hat der Phasenkontrast in Deiner PDI Platte ?
Welche Dichte , log(0,002) = -2,7 ?
Welchen Phasenwinkel (zB.für 550nm) ?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">

Zum Phasenkontrasttest kann ich nichts sagen weil ich mich damit überhaupt nicht auskenne. In der PDI Platte ist ein rechteckiges Fenster mit den Abmessungen 1mm x 3mm. Die Chromschicht hat eine Transmission von ca. 0.2% bei 650nm. Als ich die Platte vor einigen Jahren entworfen habe wurde mir gesagt dass so ein Fenster für den Phasenkontrasttest nützlich wäre. Und da es auf den Preis keinen Einfluss hat, habe ich das Fenster einfach reindesignt. Aber zur praktischen Anwendung dieses Fensters kann ich nichts sagen.

Gruß
Michael

Kurt · 21. Dezember 2013

Hallo Rainer,

<blockquote id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Als ich die Platte vor einigen Jahren entworfen habe wurde mir gesagt dass so ein Fenster für den Phasenkontrasttest nützlich wäre. Und da es auf den Preis keinen Einfluss hat, habe ich das Fenster einfach reindesignt. Aber zur praktischen Anwendung dieses Fensters kann ich nichts sagen...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote">
ich bekenne mich schuldig[:I]. Die Idee zu diesem Fenster stammt von mir[:I]. Aber ich hab nie daran gedacht damit mal Phako-Messungenzu machen. Die "Problemchen" hast du ja schon aufgelistet. Als Indikator für (fast beliebig einstellbare) Oberflächenstrukturen ist es aber mindestens genauso gut geeignet wie ein Rußfilter, welches man innerhalb von 2 Minuten herstellen kann. Das eingangs von Alois gezeigte Bild Anlage 2 ist mit einem derartigen Filter gemacht worden. Kurz gesagt, das Fenster in Michaels PDI- Filter ist ein Flop, der aber zum Glück nichts gekostet hat [8D]. Bisher kenne ich auch noch niemanden der damit Rauheitswerte quantifiziert hat die mit einem anderen unabhängigen Messverfahren bestätigt worden sind.

Gruß Kurt

Mikrorauheit und deren Messung

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