konvexen Fangspiegel messen

Hallo Schleifgemeinde,

ich sitze grade an einem neuen Projekt und bin mir nicht schlüssig ob ich da auf dem Holzweg bin.

Es geht um einen hyperbolisch konvexen Fangspiegel, gedacht für einen 300mm f/8 RC.
Bislang bin ich nur beim Fangspiegel. HS geschweige denn Teleskopkonstruktion existieren noch nicht. Ich dachte mir wenn es mit dem Fangspiegel nicht klappt ist der Rest eh sinnlos.
Das ist auch nur ein Spiel-und Spaßprojekt. Sollte da tatsächlich ein Teleskop draus werden wird mich selbiges sehr wahrscheinlich visuell nicht weiterbringen. Da bin ich mit meinem 400ter Dobson wohl besser bedient. Trotzdem reizt es mich mal etwas anderes als einen Newton zu bauen.

Soviel vorweg.

Was bislang passiert ist:

Spiegelradien und Abstände hab ich mit einem kleinen Programm von Heiner Otterstedt ermittelt.
Programm findet man hier , oder hier gibt es so was direkt im Netz.

Eckdaten:

General parameters for Ritchey-Chrétien
Primary mirror diameter .................. 296.0000 mm
Primary mirror focal length .............. 850.0000 mm (f/2.9)
Primary mirror conic constant ............ -1.1294
Primary mirror sagitta ................... 6.4424 mm
Secondary minimal diameter ............... 100.6032 mm
Secondary diameter ....................... 107.9481 mm
Secondary Radius of curvature ............ 895.0000 mm
Secondary Magnification .................. 2.8215
Secondary mirror conic constant .......... -5.8162
Secondary mirror sagitta ................. 0.8137 mm
System focal length ...................... 2398.2452 mm (f/8.1)
Back focal length ........................ 254.0000 mm
Linear Obstruction ....................... 36.4690 %
Obstructed Area ......................... 13.2998 %

Distance secondary from system focus ..... 815.1056 mm
Distance secondary from prime focus ...... 288.8944 mm
Distance secondary from primary .......... 561.1056 mm

Schwarzschild coeficients
Coma ..................................... 0.0000
Astigmatism .............................. 2.5981
Petzval Curvature ........................ -2.5377
Curvature of field ....................... -7.7339 mm
Coma ..................................... 0.0000 "
Astigmatism .............................. 1.4166 "
Radius of field curvature ................ -310.0968 mm (curvature is toward sky)

Performance
Light gathering power .................... 1788.1x
Sparrows's resolution criterion .......... 0.39"
Rayleigh's resolution criterion .......... 0.47"
Daws's resolution criterion .............. 0.39"
Minimal magnification (7mm pupil) ........ 42.3x (56.7mm eyepiece)
Maximal magnification (0.5mm pupil) ...... 592.0x (4.1mm eyepiece)

Originally written by Jean Texereau.
Translated and modified by Will Remaklus.
Javaskript version by Tomas Maruska
Modified and extended C++ version by Heiner Otterstedt <heiner(==>)otterstedt.de>

Für den FS hab ich mir zwei 6“ Scheiben á 15mm bei Stathis besorgt. Beide normal gegeneinander geschliffen bis Pfeiltiefe 3,3mm. Danach mit einem selbstgebautem Dosenbohrer den eigentlichen Fangspiegel vorgeschnitten. (war abenteuerlich)

Das sah dann so aus:
Bild 1 +2

Beide Scheiben mit Kreppband zusammengeklebt, zentral eine Kunststoffscheibe zur Führung und Schutz der Spiegelrückseite und dann per Hand so tief eingeschnitten das etwa 3mm bis zur eigentlichen Spiegelseite stehen blieben.

Nachdem die restlichen Körnungen durchgeschliffen waren hab ich mir den konkaven Teil 3-4 Stunden anpoliert und zur Sphäre gebracht.

Bild 3

Damit hatte ich meine Prüfschale für die Newtonringe.

Als nächstes wurde dann der konvexe Teil auspoliert.

Jetzt wird’s langsam spannend.

Während des Polierens hab ich natürlich schon Versuche mit einer Energiesparlampe gemacht.

Bild 4

Lampe dabei so dicht ans Objektiv wie möglich. Den eigentlichen Spiegel sieht man im schwarzen Kreis. Der Rest außen rum ist Abfall und soll später abgetrennt werden.

Und jetzt wird knifflig.

So ein Bild will ja auch mittels OpenFringe ausgewertet werden.
Bild 5

Eingestellt waren da 650nm und bei den Konfigurationseinstellungen ein Häkchen bei „use red“.
Das hat mir die wenigsten Einlesefehler beschert.

Asti ist ausgeschaltet weil Aufnahmebedingt ist immer einer zu sehen.

Hier besteht aber schon die erste Unsicherheit. Kann ich OF tatsächlich so konfigurieren dass ich wenig Einlesefehler hab und trotzdem sicher sein dass das Ergebnis auch stimmt?
Ich hab ja leider keine Gegenkontrolle durch ein anderes Prüfverfahren.

Mein nächstes Problem ist der Lampenreflex. Auf Bild 4 in der Mitte zu sehen. Ich muss in OF mit Obstruktion arbeiten, sonst gibt das einen mächtigen Ausschlag. Die Mitte aus der Prüfung raus zu nehmen ist aber irgendwie unklug.
Alle meine Versuche diesen Lampenreflex zu zerstreuen waren fruchtlos. Weder Milchglas, mit K320 geschliffene Scheibe, Backpapier oder ein Kasten wie hier zu sehen haben mich weiter gebracht.

Dann bin ich auf die Idee gekommen mein Bath umzufunktionieren. Genauer gesagt hab ich den Teilerwürfel ausgebaut und schicke jetzt den Strahl direkt durch die Aufweitungslinse. Lege ich die Prüfschale mit dem Prüfling in den aufgeweiteten Stahl sieht man zart Newtonringe. Ist aber nicht wirklich prickelnd. ABER: durch Zufall hab ich eine kleine Streuscheibe in den Strahlengang gehalten und konnte ein Bild projizieren. Etwas handhabbarer gestaltet bekomme ich jetzt solche Bilder:

Bild 6

Das gibt in OF zwar immer noch einiges an Einlesefehlern, aber man kann zumindest grob damit arbeiten.

Im Netz hab von solch eine Projektionsmethode allerdings noch nichts gefunden. Von daher meine Frage: Mach ich da grade Murks? Weiß da jemand was?

Gruß
Kay

Hallo Michael,

ja verzeih, ich hätte gleich ein paar Bilder vom Aufbau liefern sollen.[:I]

Bild 7 + 8

Bath ohne Teilerwürfel. Die Linse hängt etwas unorthodox in einem Draht. Das war notwendig weil ich beim Vermessen der Prüfsphäre (f/2,9) so dicht an den Würfel musste, dass die ursprüngliche Aufhängung störte. Ist zwar etwas fummelig, funktioniert aber.

Bild 9 zeigt jetzt den Aufbau.

Das Licht vom Bath ist nach unten auf die Spiegel gerichtet. So dicht wie möglich an der Mattscheibe vorbei. Vom Spiegel wird das entstandene Bild auf den (mit Backpapier) bespannten Ring projiziert. Kamera dann entsprechen über dieser Mattscheibe positioniert ergibt Bild 6.
Ich hab auch andere Scheiben als Projektionsflächen versucht, aber Backpapier hat bislang die besten Ergebnisse geliefert. Warum auch immer.

Das Ganze natürlich hochgradig improvisiert.

Ich sollte vorsichtshalber auch noch erwähnen das Bild 6 den Spiegel in einem späteren Stadium zeigt. Da hab ich schon versuch ein Stück weit in Richtung Hyperbel zu polieren.

Hoffe das ist jetzt etwas verständlicher geworden.

Gruß
Kay

Hallo zusammen,

==> Gert

Deinen Blog von damals kenne ich. Du stellst ja eine der wenigen Quellen dar. [:)]

Das sich die Glasflächen berühren sollte (im Idealfall) nicht vorkommen. Drei Streifen Alufolie sollen das verhindern.

Ich bekomme nur nicht so schöne Ringe hin wie Du. Das ist gegenwärtig mein Problem.
Wenn ich mit meinem Energiesparlämpchen den Spiegel beleuchte zeigt sich immer auch ein Reflex von der Lampe.
Hier auf einem älteren Bild vielleicht deutlicher zu sehen:
Bild 10

Dieser Reflex verdeckt einen Teil der Ringe. So was brauch ich OF gar nicht erst anbieten. Das gibt keine sinnvolle Auswertung.

==> Nicolas

Die Prüfschale ebenfalls zu hyperbolisieren hab ich durchaus im Hinterkopf. Würde ich aber erst dann angehen wenn ich so nicht weiterkomme. Das könnte nach meiner Vorstellung dann passieren wenn ich durch die starke Krümmung des Prüflings zu viele Ringe bekomme. OF kann das u.U. nicht mehr auflösen. Solange das aber so funktioniert bleibe ich erst mal bei der Sphäre.

==> Frank

An der Projektionsfläche arbeite ich noch. Das scheint mir auch noch suboptimal. Lieber wäre es mir tatsächlich vom vertikalen Testaufbau in den Horizontalen zu schwenken. Wenn ich alles um 90° drehe hätte ich die Möglichkeit die Kamera neben den Spiegeln zu positionieren um die Projektion dann in der Draufsicht und nicht mehr wie jetzt in der Durchsicht zu fotografieren. Das sollte noch mal einiges an Detailschärfe bringen. Ich weiß allerdings noch nicht wie ich die Spiegel dazu bewegen soll zusammen zu bleiben wenn sie aufrecht stehen.

==> Michael

Asti entsteht definitiv durch den schrägen Aufbau. Das verbeult den Spiegel sogar ganz anständig. Ich ignoriere das aber, weil der ja nicht im Glas ist. Mir bleibt gegenwärtig aber auch keine andere Möglichkeit.

Was den Abstand der Mattscheibe anbelangt kann ich im Moment nur sagen dass die Projektion größer oder kleiner wird. Je nach dem wo ich sie positioniere. Z.Z. ist der Abstand so gewählt wie es fotografisch am Sinnvollsten ist. Aber danke für den Tipp. Ich werde das mal im Auge behalten.

Gruß
Kay

Hallo zusammen,

==> Thomas

Danke für die Bilder. Mit so einem Kasten und einstellbarer Scheibe hab ich auch experimentiert. Hab nur selber leider keine Bilder von gemacht.
Mein Fehler wird da vermutlich mangelndes Licht gewesen sein. Mir stand da nur ein kleines Lämpchen zur Verfügung. Damit waren keine verwertbaren Aufnahmen machbar.
Das Thema Prüfkasten ist auch noch nicht ganz aus dem Rennen bei mir. Mit mehr Licht und ggf einer mit Spiegelfolie beklebten Umlenkscheibe sollten vernünftige Aufnahmen zu machen sein.

==>Gert

Wie bekommt man denn grade Streifen hin? Das ist mir bislang noch nicht gelungen. Ich hatte ja auch schon zwei sphärische Flächen gegeneinander. Oben Bild 4 nebst Auswertung Bild 5. Aber eben nur mit Kringeln. Wenn ich auf eine Seite des Spiegels drücke bekomme ich natürlich Streifen, allerdings zu viele für OF.

Ich bin aber auch nicht untätig geblieben heute und hab mir meinen Testaufbau in die Horizontale verlegt. Das sieht jetzt so aus:
Bild 11

Links das umfunktionierte Bath und eine Projektionsfläche daneben, rechts die beiden Spiegel aufrecht stehend.
Bild 12

Die Glasflächen sind dort ohne Abstandshalter gegeneinander gestellt. Mit Alufolie dazwischen driften sie zu weit auseinander und es entstehen keine Ringe mehr.

Mit dem Winkel an der Projektionsfläche kann ich selbige zur Kamera ausrichten. Damit ist es mir gelungen fast Astifrei Bilder aufzunehmen.

Hier in Aktion
Bild 13

Drei Aufnahmen mit dieser Anordnung:

Bild 14, 15 + 16

Auswertung in OF
Bild 17

Die Kurve passt natürlich noch nicht.

Was noch fehlt wäre ein Streulichtschutz um auch bei Tage arbeiten zu können. Im Großen und Ganzen scheint das aber zu funktionieren.

Gruß
Kay

Hallo Gert,

das mit den geraden Streifen verschließt sich noch immer meiner Erkenntnis. Kurt hat hier ja auch schon mal grade Streifen gezeigt. Aber trotz identischer Spiegelradien bleiben das bei mir Ringe.

Wie der Lichtweg in den Glaskörpern verläuft kann ich Dir nicht sagen. Man sieht ja auf der Projektionsfläche tatsächlich zwei Abbildungen (Bild 13). Einmal eine schwache außen und in der Mitte eine helle die ich fotografiere. Die Kamera steht dabei zwar hinter aber neben dem Spiegel. So das der Lichtweg vom Laser zur Kamera praktisch im Zickzack verläuft.

Gruß
Kay

Hallo Michael,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Dann sind die Radien nicht exakt gleich. Aber das ist egal.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

dann müsste ich jetzt aber fragen wie gleich den gleich sein muss? Beide Scheiben sind ja bis einschließlich 3my gegeneinander geschliffen. Erst zur Politur wurden sie getrennt bearbeitet.
Meiner Einschätzung nach sollten die Radien bei Bild 5 nur ein paar dutzend Nanometer voneinander abweichen. Ist das schon zu viel?

Btw. Beim Abstand Projektionsfläche zum Spiegel kann man sich innerhalb des Fokus bewegen oder außerhalb. Genau dazwischen wird das Abbild zu einem winzigen Punkt gebündelt. Die Streifen ändern beim Durchlauf die Richtung, behalten aber ihre grundsätzliche Form bei. Nur eben spiegelverkehrt. Wenn es nur um Zonen und die CC geht sollte das egal sein. Lediglich bei einseitigen Spiegeldefekten müsste man genauer schauen wo denn poliert werden soll.

Gruß
Kay

Du hast recht Frank. Wenn ich auf einen Schirm projizieren kann muss das auch auf den Chip gehen. Und es geht auch (allerdings mit Objektiv). Da war einen Denkfehler in meinen Überlegungen. Ich muss in diesem Fall natürlich auf der Achse bleiben und kann mir nicht einfach die beste Position für die Kamera suchen.[:I]

Hier ein Bild auf der optischen Ache (schnell aus der Hüfte geschossen):
Bild 18

Jetzt hab ich nur wieder das Problem des schiefen Aufnahmewinkels und damit Asti.

Ich arbeite dran.

Gruß
Kay

Hallo Michael,

ich glaub ich hab das jetzt anders gelöst. Wenn Bath und Spiegel so zueinander positioniert werden dass das Abbild der Ringe hinter dem Bath eine chipgerechte Größe hat kann ich es direkt aufnehmen. Praktisch frei von Asti.

In meiner vertikalen Prüfanordnung waren die Abstände schlechter zu kontrollieren, deswegen hab ich das da nicht entdeckt. Die Horizontale ist einfacher zu handhaben.

Ich werde das noch etwas ausarbeiten und die nächsten Tage bebildert vorstellen. Bitte da um etwas Geduld, die Arbeitswoche beginnt wieder. [:(!]

Gruß
Kay

Hallo Zusammen,

ich bin jetzt dazu gekommen meine Prüfanordnung etwas besser einzurichten.

Hier erst mal eine Prinzipskizze:

Bild 19

Der Aufbau ist eigentlich sehr simpel. Ein Laserstrahl wird aufgeweitet und trifft auf den Prüfling welcher im direkten Kontakt mit der Prüfschale steht. Vom Prüfling wird wird das Bild knapp vorbei an Laser und Linse in die Kamera gelenkt und aufgenommen.

Hier eine solche Aufnahme:

Bild 20

Das Bild ist mit einer 1/4000 Sek aufgenommen. Anders gesagt, obwohl der Laser nur 1mW Leistung bringt ist das schon unangenehm fürs Auge wenn man durch den Sucher schaut. Also beim Nachbau bitte Vorsicht, vor allem wenn stärkere Laser eingesetzt werden!

Eine Auswertung von drei solcher Bilder mit etwas unterschiedlicher „Streifenlage“ ergibt in OF:

Bild 21

Bei meinen bisherigen Versuchen hatte ich meist deutlich weniger als 100 Einlesefehler.
Asti kann jetzt auch eingeschaltet bleiben, weil praktisch keiner mehr zu sehen ist. Da kann ich gut mit leben.

Als kleinen Test hab ich mal mit einem Minitool den Hügel in der Mitte etwas eingeebnet.

Bild 22

Hat geklappt. Ist sofort zu sehen.

Damit sollte ich jetzt eine Prüfmethode haben die es mir erlaubt schnell und sicher Ergebnisse zu produzieren.

Trotzdem möchte ich hier nochmal meine Eingangsfrage stellen. Sieht einer der Optikexperten ein Problem darin den Prüfling mit einem Lichtkegel auszuleuchten? Kann das Ergebnis dadurch verfälscht werden?

Gruß
Kay