Ab wann sind sphärische Spiegel beugungsbegrenzt

Hallo Leute,
Mal zurück zum Thema: Ihr könnt es drehen und wenden wie Ihr wollt, mit einer einzelnen Zahl kriegt man keine ausreichende Beschreibung der optischen Güte hin.

Wenn wir das unter dem Blickwinkel eines Photonendetektors betrachten, der eine bestimmte Eingangsapertur hat, dann gibt uns ein EE-Wert die Signalstärke, die uns zur Verfügung steht. So weit, so gut.

Nun kriegen wir durch die Energie in den Beugungsringen aber auch Signal aus benachbarten Regionen des Himmelsobjekts, das uns stört. Wie viel das ist, hängt vom Abstand ab.

"Zufällig" beinhaltet eine MTF alles, was wir zur Berechnung dieses Effekts benötigen.

Gruß,
Martin

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinB</i>
<br />Hallo Leute,
Mal zurück zum Thema: Ihr könnt es drehen und wenden wie Ihr wollt, mit einer einzelnen Zahl kriegt man keine ausreichende Beschreibung der optischen Güte hin.

Wenn wir das unter dem Blickwinkel eines Photonendetektors betrachten, der eine bestimmte Eingangsapertur hat, dann gibt uns ein EE-Wert die Signalstärke, die uns zur Verfügung steht. So weit, so gut.

Nun kriegen wir durch die Energie in den Beugungsringen aber auch Signal aus benachbarten Regionen des Himmelsobjekts, das uns stört. Wie viel das ist, hängt vom Abstand ab.

"Zufällig" beinhaltet eine MTF alles, was wir zur Berechnung dieses Effekts benötigen.

Gruß,
Martin
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Martin,
nein, das ist nicht die Signalstärke, weil die Dämpfung nicht eingeht, also die Energieverluste über Obstuktion und Reflexion.

Bis gleich
Tassilo

Hi zusammen,

nachdem nun alle möglichen Haare bereits mehrfach fachkundig gespalten wurden- vielleicht könnte einer der Beteiligten Spezialisten dem Fragesteller mal mit zwei einfachen Grafiken des Strahlengangs seine ursprüngliche Frage noch korrekt beantworten- <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die f/4 Newtons mit 114 mm Öffnung <font color="orange"><b>können durch eine Barlow auf beugungsbegrenzt</b></font id="orange"> bringen. Gelänge dies ebenfalls mit einem 12 Zöller? Bzw. welches Öffnungsverhältnis wäre notwendig, um dies zu erreichen?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Denn es ging ja nicht um beugungsbegrenzt an sich, der TO denkt ja, das dies mit einer Barlow erreicht würde. [;)]

Gruß
Stefan

Hallo Gerd.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">schöne Belichtungsreihe, sie zeigt sehr gut das man den Dynamikumfang der PSF nicht in einem Bild darstellen kann.
Nicht mal das menschliche Auge das ja einen erstaunlichen Dynamikumfang besitzt ist dazu in der Lage.
Ich kann das was du zeigst auch sehr gut simulieren, bei Koma hatten wir beide vor geraumer Zeit da schon mal diskutiert.
Wenn ich etwas mehr Zeit habe kann ich das ja mal machen und meine Simulation deinen Aufnahmen gegenüberstellen.
Momentan fehlt aber leider etwas die Zeit.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ja das würde mich sehr freuen.[^] Wenn es dir recht ist würde ich eine Serie
im monochromatischen Licht machen. Ich glaube dann kann man die Übergänge besser festhalten.
Melde dich einfach, wenn du Zeit dafür Zeit hast.
Ich schreibe dir auch noch ine PN.

Freundliche Grüße
Alois

Hallo Thomas,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich denke die PSF ist per Definition im Zentrum immer eins. Es ist im Grunde eine Frage der Normierung, man kann auch auf die Fläche normieren, dann wird sich der Wert im Zentrum anpassen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

ja natürlich ist die ideale PSF auf 1 normiert, also unabhängig von der Fläche bzw. Intensität beträgt der Maximalwert der idealen PSF immer 1.
Aber der Energieverlust durch den Flächenverlust bei Obstruktion sollte sich erst mal auf die Intensität der kompletten PSF auswirken und nicht nur auf die Intensität des Maximums.
Die PSF wird also im Ganzen dunkler.
Das sollte nicht anders sein wie bei Energieverlust durch Transmissions und/ oder Reflektionsverlusten.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Nachdem was ich hier gelesen habe sind beide Größen hilfreich, der Strehl mal salop geschrieben gibt Auskunft wie gut die Optik umgesetzt ist. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Bezüglich Strehl muss man aber keine Beschränkung auf die Beurteilung der Fertigungsqualität machen sondern kann mit diesem Parameter auch die „Qualität“ des Designs sehr gut beurteilen.
Nicht nur für die Achse sondern auch für das Feld.
Für meine Koma korrigierende Barlow hab ich zb. auch den Strehl im Feld für verschiedene Öffnungsverhältnisse an denen sie verwendet wird angegeben.
Die Parameter Strehl oder RMS ermöglichen eine wesentlich einfachere Beurteilung der Abbildungsqualität auch im Feld als der geometrische Spot.
Was natürlich nicht heißen soll das Spots uninteressant wären.
Spots haben andere Vorzüge und ermöglichen zb. über die Darstellung der Energieverteilung eine Differenzierung verschiedener Fehler was der Strehl so nicht kann.
Am Spot erkennt man klar ob SA, Koma oder Asti vorliegt am Strehl natürlich nicht.

Auch zur Beurteilung der Farbkorrektur ist der Strehl hervorragend geeignet.
Man kann den Strehl also recht universell verwenden.
Er macht längst nicht nur eine Aussage für die Achse sondern kann auch über das Feld dargestellt werden und er kann auch über ein Spektrum zur Beurteilung der Farbkorrektur dargestellt werden.
Des Weiteren kann ein gewichtetes Mittel der Polystrehl gebildet werden.
Also der Strehl ist schon ein Parameter mit dem eine recht umfangreiche Aussage über eine Optik gemacht werden kann.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">EER vergleicht mit einem perfekten Teleskop, ohne Obstruktion. Ist die so?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ja genau.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">p.s. vermutlich kann man für ein System ohne Obstruktion durch einfache Multiplikation den EER (hier die Energie im gesamten ersten Beugunsmaxium) in Strehl in guter Näherung umrechnen und umgekehrt<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

In Näherung ja aber wie gut diese Näherung ist ist auch abhängig von der Art des Fehlers.
Also zu einer bestimmten EER wegen Koma ist der Strehl ein etwas anderer als zur gleichen EER wegen SA.
Die Unterschiede sind jetzt aber nicht dramatisch, dennoch sollte man wissen das es diese Unterschiede gibt.

Grüße Gerd

Hallo Kai,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Also ist Radius r=1 zwar begründet aber dennoch willkürlich ausgewählt.

Darauf wird dann ein empirisches Raings-System aufgebaut:

My personal experience with a large number of telescopes having various
amounts of correction error suggests the following empirical ratings. ....

1. 0.88 1.00 excellent to perfect
2. 0.80-0.88 good to excellent
3. 0.70-0.80 poor to good
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

jain.
Es ist hier tatsächlich bisschen so wie bei der Festlegung der Mindestqualität Lambda/4 bzw. Strehl 0,8.
Da hatte ich ja schon geschrieben das diese nur willkürlich festgelegt werden kann auch wenn man den Punkt „Beugungsbegrenzt“ genau definieren kann.
Aber im Unterschied zur Stufenlosen fließenden Entwicklung bei der Abbildungsqualität gibt es bei der EE Kurve in der Regel tatsächlich eine Stufe.
Diese Stufe liegt eben im Bereich des 1. Minimums also dem Durchmesser bzw. Radius des Beugungsscheibchens.
In diesem Bereich stagniert die EE Kurve eine Weile weitestgehend und stiegt erst wieder im Bereich des 1. Beugungsrings.
Man kann also die Wahl des 1. Minimums als Bezug auch mit dem Verlauf der EE Kurve begründen.
Das ist eben nicht rein willkürlichen und auch nicht rein empirisch begründet sondern klar mit der Stufe beim 1. Minimum im Verlauf der EE Kurve.
Diese Stufe macht den Bezug des EER1 zu etwas besonderem im Gegensatz zu Festlegung von Strehl 0,8 als Mindestqualität.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die PSF wird bei Obstruktion *etwas* schmaler.
Aber gleichzeitig geht mehr Licht in die Beugungsringe und es fehlt das Licht aus dem verdeckten Bereich.
Es sieht nur oft so aus (zB im Aberrator) dass die PSF immer bis zur 1 hoch geht, aber das ist dort normalisiert dargestellt.
Die physikalische Einheit der "PSF-Höhe" ist die Intensität, was letztlich eine Flächenleistungsdichte ist.
https://de.wikipedia.org/wiki/Intensit%C3%A4t_(Physik)

Wenn Dir das anschaulich nicht behagt, man kann das auch rechnen, die Sache ist eindeutig:

http://www.telescope-optics.net/obstruction.htm
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Natürlich mindert eine Obstruktion wegen des Flächenverlustes die Intensität,das habe ich doch auch nie bestritten.
Aber wie ich Thomas schon schrieb sollte sich das auf die Intensität der kompletten PSF auswirken nicht anders wie bei Energieverlust wegen Transmissions und/oder Reflektionsverlusten.
Darum spielt der Intensitätsverlust wegen des Flächenverlustes keine Rolle denn die PSF an sich ändert sich allein wegen des Intensitätsverlustes ja nicht.
Natürlich verändert eine Obstruktion die PSF aber eben nicht wegen des Intensitätsverlustes der kompletten PSF sondern wegen des aus der Obstruktion resultierenden verändertem Beugungsmusters.

Grüße Gerd

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hi zusammen,

nachdem nun alle möglichen Haare bereits mehrfach fachkundig gespalten wurden- vielleicht könnte einer der Beteiligten Spezialisten dem Fragesteller mal mit zwei einfachen Grafiken des Strahlengangs seine ursprüngliche Frage noch korrekt beantworten-
Zitat:
Die f/4 Newtons mit 114 mm Öffnung können durch eine Barlow auf beugungsbegrenzt bringen. Gelänge dies ebenfalls mit einem 12 Zöller? Bzw. welches Öffnungsverhältnis wäre notwendig, um dies zu erreichen?
Denn es ging ja nicht um beugungsbegrenzt an sich, der TO denkt ja, das dies mit einer Barlow erreicht würde.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Stefan,
dazu bedarf es keiner Grafik. Wellenfrontdeformationen werden in Lambda-x-tel gemessen. Wenn diese Wellenfrontdeformation einmal im System durch ein fehlerträchtiges Element eingeführt ist, braucht man eine gezielte Korrekturoptik, um sie wieder los zu werden. Die Barlow gehört nicht dazu. Die "Hubble-Brille" dagegen leistet genau dies.
Gruß

Hi Kalle,

mir ist das schon klar, aber offenbar eben nicht Nils als Fragesteller.

Und mit Erklärungen zu Wellenoptik wird ihm da nicht soviel geholfen sein, ebenso kaum einem anderen noch unbedarften Einsteiger.

Klar, man kann ja mal in Wiki nachschauen- Strahlengang eines Kugelspiegels und dazu der eines Parabolspiegels- nur zeigt das noch nicht auf- was tut die Barlow jeweils mit diesem Strahlengang und was sollte ein passender Korrektor beim Kugelspiegel leisten, um die Abbildung zu verbessern. Beugungsbegrenzt und Wellenfrontdeformationen in Lambda-x-tel dabei völlig außen vor gelassen.

Das war oder ist noch das Denkproblem des TO- und dafür nützen die ganzen tiefschürfenden Erklärungen seit Seite 3 dieses laufenden Beitrags leider nüscht. Daher eben mein Wink- um auf die eigentliche Eingangsfrage doch bitte eine für Anfänger leicht verständliche Erklärung, vorzugsweise mit einer einfachen Grafik/Zeichnung zu bringen.

Gruß
Stefan

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Nils_Eggert</i>
<br /><blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: stefan-h</i>
<br />Hi Kalle,

mir ist das schon klar, aber offenbar eben nicht Nils als Fragesteller.

Und mit Erklärungen zu Wellenoptik wird ihm da nicht soviel geholfen sein, ebenso kaum einem anderen noch unbedarften Einsteiger.

Klar, man kann ja mal in Wiki nachschauen- Strahlengang eines Kugelspiegels und dazu der eines Parabolspiegels- nur zeigt das noch nicht auf- was tut die Barlow jeweils mit diesem Strahlengang und was sollte ein passender Korrektor beim Kugelspiegel leisten, um die Abbildung zu verbessern. Beugungsbegrenzt und Wellenfrontdeformationen in Lambda-x-tel dabei völlig außen vor gelassen.

Das war oder ist noch das Denkproblem des TO- und dafür nützen die ganzen tiefschürfenden Erklärungen seit Seite 3 dieses laufenden Beitrags leider nüscht. Daher eben mein Wink- um auf die eigentliche Eingangsfrage doch bitte eine für Anfänger leicht verständliche Erklärung, vorzugsweise mit einer einfachen Grafik/Zeichnung zu bringen.

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

Hi Stefan,
keine Sorge, ich würde mich nicht mehr als Anfänger bezeichnen. Eigentlich zielte ich schon auf solche tiefgreifenden Antworten ab. Mein Interesse galt an sich den sphärischen Spiegeln. Dass die Barlow keine Korrektur der sphärischen Abberation bewirkt, war mir nicht klar. Ich nahm an, dass die Billigkatadiopter nur ne Barlow drin haben. Was zwar stimmt aber sie sollten den Jones Bird Korrektor drin haben. Ich ging davon aus, dass man in Deutschland bei so einem Breitenprodukt nicht vorsätzlich betrogen wird. Aber wie immer zeigt sich "alles denkbare ist machbar". Also diskutiert schön fleißig weiter, ich lese mit.

VG Nils
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Nils,

ich wäre da vorsichtig. Ein Jones Bird mit Brennweitenverlängerung sieht genauso aus wie eine zweilinsige Barlow - jedenfalls vom Draufgucken. Man müsste wirklich reverse engineering bei einem bestimmten Exemplar betreiben um zu verifizieren was was ist. Und bei ganz vielen Marketingleuten bei ganz vielen Herstellern ist die Kenntnis der Unterschiede "Barlow" und "Jones-Bird" beschränkt. Da wird automatisch Barlowlinse geschrieben wenn was die Brennweite verlängert.

Also kann man das nicht pauschal so sagen. Man müsste wirklich testen. Da es vor allem auf die sphärische Korretur ankommt wäre der Test relativ einfach - Gerät sauber justieren, Ronchiokular mit 10Linien/mm rein und dann bei einem hellen Stern in der Gesichtsfeldmitte gucken ob die Streifen gerade sind.

Clear skies

Tassilo

Hallo Tassilo,
auch wenn dieser Jones-Bird Korrektor ähnlich ausschaut, so wissen die Hersteller genau, was sie produzieren und bewerben ihr Produkt so gut wie möglich. Ein Kugelspiegel schaut vom Aussehen auch wie ein Parabolspiegel aus und dennoch schaffen es die Marketingleute mit Parabolspiegel zu werben.
Wenn Barlow drin steht, dann ist auch eine einfache Barlow drin und nicht ein spezieller hochwertiger Korrektor.
Die Berichte von Nutzern mit diesen billigen Kugelspiegeln deutet auch darauf hin, dass sie tatsächlich schlecht abbilden. Es mag sein, dass es auch Billigkorrektoren (Jones-Bird) gibt, die zwar eigentlich das vom Design tun sollten aber praktisch so schlecht gefertigt sind, dass sie keine gute optische Qualiät liefern. Dennoch, ich bleib dabei. Die Werbeleute mögen sich mit Optik wenig auskennen, aber es wird wenn immer möglich mit Namen geworben, die eine gute Qualität erwarten lassen und sich von anderen vermeintlich minderweritgeren Produkten abheben.
Kein Marketingmensch wird Kugelspiegel schreiben wenn ein Parabolspiegel drin ist und dasselbe gilt auch für die Barlow und Jones-Bird.
Servus,
Roland

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Niklo</i>
<br />Hallo Tassilo,
auch wenn dieser Jones-Bird Korrektor ähnlich ausschaut, so wissen die Hersteller genau, was sie produzieren und bewerben ihr Produkt so gut wie möglich....
Servus,
Roland
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Hallo Roland,

in einer perfekten Welt wäre das so, da hast Du Recht. Ich werde das aber jetzt nicht vertiefen.

Clear skies

Tassilo

Hallo,
wenn ich diese Unterhaltung halbwegs verstanden habe, dann ist doch
die Annäherung an eine Parabel das einzig entscheidende.
Wenn man nun einen Spiegel von einem beugungsbegrenzten 114/900er in
einen Katadiopter einbauen würde, würde das nicht funktionieren.
Der Spiegel benötigt für den kürzeren Weg zum Okular (reale Brennweite?) eine
stärkere Krümmung. Deshalb wird er die Parabel stärker verlassen müssen und
kann nicht mehr beugungsbegrenzt funktionieren.
Für unseren praktischen Nutzen könnte ich mir auch vorstellen, dass ein leichter
für kleines Geld herzustellende Kugelspiegel besser gearbeitet ist, als ein Parabolspiegel,
der vielleicht nur teilweise eine echte Parabel aufweist.
In der Praxis ist das so.
CS Werner