Ab wann sind sphärische Spiegel beugungsbegrenzt

  • Hallo Leute,


    Es ist prinzipiell unmöglich, eine Optik nur nach einer einzigen Zahl zu beurteilen. Somit kann ein Strehlwert immer nur eine sehr grobe Orientierung geben. Eine MTF-Kurve ist das Mindeste, und auch die zeigt erst mal nur die Leistung auf der optischen Achse.
    Interessanterweise ist bei den Öffnungsverhältnissen, bei denen auch Kugelspiegel eine Leistung in der Nähe des theoretischen Maximums erreichen, auch das nutzbare Bildfeld mit ordentlicher Abbildung recht groß.


    Zurück zur Eingangsfrage: Beugungsbegrenzt heißt, dass die Kontrastminderung überwiegend durch Beugungseffekte verursacht wird.
    Diese Bedingung müsste aber für jede Ortsfrequenz separat untersucht werden (womit wir wieder bei den MTF-Kurven sind), und die geplante Anwendung gibt vor, wie die Ergebnisse letztlich zu gewichten sind.
    "Strehl 0,8" ist lediglich eine grobe Näherung.
    Wie kompliziert das werden kann, zeigt ja schon der Effekt der zentralen Obstruktion durch den Fangspiegel. Gut, dass es in diesem Thread nur um Spiegeloptiken geht...


    Gruß,
    Martin

  • Hallo Rainer,


    was die Simulation mit Aberrator anbelangt kann ich nicht genau sagen wie man da skaliert.
    Man kann ja unmöglich den gesamten Dynamitumfang der PSF in Graustufen darstellen.
    Das würde auch unsere Monitore bei weitem überfordern.
    Wer einen alten TFT hat der hat vielleicht ein Kontrastverhältnis von 1000/1.
    Ich hab ein IPS Panel mit 3000/1 nativ aber auch das reicht natürlich nicht.
    Man ist also gezwungen den Dynamitumfang der PSF drastisch zu beschneiden.
    Das geht wie folgt.
    Um bei der PFS einer idealen Optik wenigstens den 1. Beugungsring realistisch darstellen zu können muss der Weißpunkt auf etwa 10 % der maximalen Intensität gesetzt werden.
    Das bedeutet alles was heller als 10 % ist wird als Weiß dargestellt, dann kommt der 1. Beugungsring in den Bereich einer realistischen Darstellung.
    Ist die PSF jetzt insgesamt 10% dunkler weil eben etwas Fläche fehlt ist der Bezugspunkt für den Weißpunkt ja auch 10% niedriger.
    Das bedeutet letztlich wird durch den angepassten Bezug die PSF trotzdem gleich hell dargestellt.


    (==>)John


    Wie gerade geschrieben kann ein Monitor eh nur einen recht begrenzten Dynamikumfang darstellen.
    Auf meinem IPS Panel finde ich die Darstellung von Aberrator durchaus realistisch.
    Eventuell solltest du bei dir mal Kontrast und Helligkeit anpassen und wenn das nichts bringt einen Hochwertigeren Monitor anschaffen.


    Grüße Gerd

  • Hallo Martin,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Es ist prinzipiell unmöglich, eine Optik nur nach einer einzigen Zahl zu beurteilen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Möglich ist es schon, aber vielleicht nicht vollumfänglich[;)]


    Trotzdem kann man mittels *dieser* einen Zahl, also dem Strahl-Ratio, alle Optiken gleichen Durchmessers nach dem Qualität sortieren. Wertungs-Kriterium ist dabei eine Art Mittelwert über den Kontrast bei allen Vergrößerungen.


    Man kann zeigen, dass der Strehl von allen Zahlen dieser Art (neudeutsch: "figure of merit") die meiste Aussagekraft bezüglich dieses Kontrast-Kriteriums hat.


    Das ist der Punkt, der mir bei dem EER fehlt.
    Was zeichnet diese Zahl besonders aus?
    Davon abgesehen habe ich keine Literaturstellen bezüglich EER gefunden.
    EE(r) ist wieder etwas anderes und wird gelegentlich benutzt, aber das ist keine Zahl sondern eine Funktion.


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Martin,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Es ist prinzipiell unmöglich, eine Optik nur nach einer einzigen Zahl zu beurteilen. Somit kann ein Strehlwert immer nur eine sehr grobe Orientierung geben. Eine MTF-Kurve ist das Mindeste, und auch die zeigt erst mal nur die Leistung auf der optischen Achse.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    hier sollten wir unbedingt zwischen Qualität und Leistungsfähigkeit unterscheiden.
    Was die Leistungsfähigkeit anbelangt hast du recht, da kann der Strehl keine hinreichende Aussage machen schon weil die Öffnung und damit das hiervon anhängige Auslösungs und Lichtsammelvermögen sich im Strehl nicht widerspiegelt.
    Hier ist die MTF erforderlich wobei man zum Vergleich verschiedener Öffnungen das Verhältnis der zu vergleichenden Öffnungen zueinander berücksichtigen muss.


    Was die Fertigungsqualität anbelangt so sind Strehl oder der RMS schon sehr aussagefähige Parameter die eine sehr gute Beurteilung der Fertigungsqualität ermöglichen.
    Das sind hier keinesfalls nur sehr grobe Orientierungshilfen wie du behauptest!
    Da hast du nicht Recht!


    Es ist bezüglich Fertigungsqualität auch völlig ausreichend nur eine Aussage für die Achse zu machen da sich die Feldkorrektur aus dem optischen Design bzw. den Eckdaten der Optik ergibt.
    Wenn wir also zb. einen Newton haben und man will wissen welche Fertigungsqualität der HS nun hat dann interessiert der Wellenfrontfehler des HS und ausschließlich der für die Achse.
    Strehl oder RMS machen hier eine sehr gute Aussage die dann einen sehr guten Rückschluss auf die zu erwartende Abbildungsqualität zulässt.
    Die Feldkorrektur ergibt sich zwangsläufig aus den Eckdaten des Spiegels und interessiert uns daher bei der Ermittlung der Fertigungsqualität absolut nicht.
    Die haben wir schon vorher bei der Wahl der Eckdaten Öffnung und Öffnungsverhältnis festgelegt, sie steht also schon fest.
    Das Gleiche gilt natürlich für das theoretische Auflösungs und Lichtsammelvermögen, auch das haben wir vorher natürlich mit der Wahl der Öffnung schon festgelegt.


    Grüße Gerd

  • Hallo Kai,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Man kann zeigen, dass der Strehl von allen Zahlen dieser Art (neudeutsch: "figure of merit") die meiste Aussagekraft bezüglich dieses Kontrast-Kriteriums hat.


    Das ist der Punkt, der mir bei dem EER fehlt.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Strehl und EER sind eng miteinander verwandt und sie machen daher auch eine sehr ähnliche Aussage.
    Da gibt es nichts was bei der EER fehlt sondern im Gegenteil nur etwas das die EER auch noch mit berücksichtigt aber das beim Strehl fehlt.
    Es ist der Einfluss der Obstruktion.
    Darum ist die EER gerade als „Kontrast-Kriterium“ dem Strehl überlegen, also das glatte Gegenteil von dem das du behauptest.
    Denn bekanntlich hat auch Obstruktion Einfluss auf den Kontrast.


    Die Encircled Energy Ratio kurz EER und der Strehl Ratio kurz SR sind beides wie am Zusatz Ratio unschwer zu erkennen ist Verhältnisse.
    Leider lässt man das Ratio umgangssprachlich beim Strehl gerne weg, das ist natürlich nicht ganz korrekt, korrekt heißt es selbstverständlich immer Strehl Ratio.


    Der Unterschied zwischen EER und SR ist der Bezug für das Verhältnis.
    Die EER bezieht sich auf das Verhältnis der im Beugungsscheibchen eingeschlossenen Energie zum theoretischen Idealwert also den bekannten 83% die sich aus der Wellenoptik ergeben.
    Der SR bezieht sich hingegen auf die maximale Intensität also dem Peak Wert der PSF zum theoretischen Maximalwert.
    Ein Verhältnis von 1 bedeutet also sowohl bei EER als auch bei SR das die Optik dem theoretischem Ideal entspricht.


    Beide Angaben haben vor und Nachteile.
    Geht es um die Beurteilung der Kontrastleistung so ist die EER zumindest bei Optiken mit Obstruktion im Vorteil da hier ja auch die Wirkung der Obstruktion mit einfließt.
    Geht es um die Beurteilung der Fertigungsqualität so wird der Vorteil der EER gegenüber dem SR zum Nachteil denn zb. der HS eines Newton bzw. derjenige der ihn poliert kann ja nichts dafür das ein Newton eine Obstruktion hat.
    Der HS kann also trotz der wegen der Obstruktion geminderten EER eine erstklassige Fertigungsqualität und damit einen hohen SR haben.


    Wenn ich also wissen will wann ich meine Bemühungen in der Politur beenden kann weil ich ausreichend nahe am Ideal bin ist der SR der bessere Orientierungspunkt.
    Klammert man die Obstruktion aus sind EER und SR von ihrer Aussagekraft her sehr ähnlich.
    Beide Verhältniszahlen sind dann auch sehr ähnlich, so hat zb. eine Optik mit SR 0,8 wegen sphärischer Aberration auch einen EER von 0,8.
    Natürlich nur unter der Voraussetzung das keine Obstruktion vorhanden ist.
    Dennoch kann man beide Parameter auch ohne Obstruktion nicht einfach 1 zu 1 zueinander betrachten, das in dem genannten Beispiel die Zahlenwerte von EER und SR exakt gleich sind darf also nicht verallgemeinert werden.


    Grüße Gerd

  • Hallo Miteinander.


    Das ist eine sehr interessante Diskussion und ich lese laufend darin.
    Leider bin ich kein großer Mathematiker und muss mich da erst hinein leben.
    Aber weil mich die Helligkeitsverteilung im Beugungsscheibchen interessiert hat,
    und ich bemerkte dass man nicht den ganzen Helligkeitsumfang in einem Bild festhalten kann,
    habe ich mir vor vielen Jahren einmal eine Belichtungsreihe gemacht die mir ein wenig Aufschluss vermittelt.
    Ich nehme an das sie auch euch interessiert und stelle sie deshalb hinein.



    Vielleicht kann man was damit anfangen.


    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Alois


    ich finde deine Sebstversuche klasse, man hätte das auch in Aberrator sehen können.
    Nun zeigt aber dein Weißlichttest sehr schön auch die Abhängigkeit des Airydisk von der Wellenlänge.
    Betrachtet man den 1. Beugungsring ist dieser innen blau und außen rot, das steht in direktem Zusammenhang mit dem Beugungsscheibchendurchmesser der zugehörigen Farbe. zumindest der rote Farbsaum am Airy ist auch direkt sichtbar.


    Gruß Frank

  • Hallo Gerd,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Strehl und EER sind eng miteinander verwandt...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Formel oder ein Link zu einer Herleitung?


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Darum ist die EER gerade als „Kontrast-Kriterium“ dem Strehl überlegen...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Solche Aussagen sollte man mit Literatur unterfüttern.
    Wie gesagt, ich finde dazu nichts.


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Frank.


    Danke für den Hinweis


    <font color="yellow">man hätte das auch in Aberrator sehen können.</font id="yellow">


    Das habe ich schon gewusst, aber Anlass dafür war der Hinweis von John 23


    <font color="yellow">die Aberrator-Bildchen stellen meiner Erfahrung nach die Beugungsringe zu hell dar.
    Damit kann man also eigentlich gar nichts qualitativ oder gar quantitativ zeigen.</font id="yellow">


    Diesen Eindruck habe ich auch, dass die Helligkeit nicht übereinstimmt
    und deshalb wollte ich es in direkter Fotografie haben.
    Man sieht bereits beim dritten Bild dass das Zentrum bereits ein wenig übergelaufen ist
    und ab diesen Moment finde auch ich, ist eine Skalierung nicht mehr gut machbar.
    Aber wenn man mit dem Auge hinein schaut. sind mindestens 3 Ringe sichtbar,
    weil es sich enorm schnell und gut anpassen kann.


    Jetzt steht natürlich die Frage offen.
    Wie sieht das Auge, die im Aberrator gezeigten Bilder ?


    Viele Grüße
    Alois

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gerd-2</i>
    <br />Hallo Kai,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Man kann zeigen, dass der Strehl von allen Zahlen dieser Art (neudeutsch: "figure of merit") die meiste Aussagekraft bezüglich dieses Kontrast-Kriteriums hat.


    Das ist der Punkt, der mir bei dem EER fehlt.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Strehl und EER sind eng miteinander verwandt und sie machen daher auch eine sehr ähnliche Aussage.
    Da gibt es nichts was bei der EER fehlt sondern im Gegenteil nur etwas das die EER auch noch mit berücksichtigt aber das beim Strehl fehlt.
    Es ist der Einfluss der Obstruktion.
    Darum ist die EER gerade als „Kontrast-Kriterium“ dem Strehl überlegen, also das glatte Gegenteil von dem das du behauptest.
    Denn bekanntlich hat auch Obstruktion Einfluss auf den Kontrast.



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


    Hallo Gerd, hallo Kai,


    erst mal danke für den Hinweis. Es ist im Grunde eine Frage der Definition, womit vergleiche ich. Für mich ist auch neu, dass der Strehl die Obstruktion außenvorlässt, schaut man bei Wiki findet man auf dieses Detail keine Antwort. Im Grunde müsste man in die Originalarbeit von Strehl schauen, doch nicht mal dies ist bindend, denn es kann sich später - etwas lax und entgeggen dem Sinne des Urhebers - eine andere Definition etabliert haben.


    Gruß


    Thomas

  • (==&gt;)Roland,


    das PDF ist ineressant, erwähnt das EER aber nur an einer Stelle ohne größere Erklärungen.



    (==&gt;)Thomas,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Es ist im Grunde eine Frage der Definition, womit vergleiche ich.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Genau[;)]


    Der Strehl vergleicht immer eine reale Optik mit der *entsprechenden* idealisiert/perfekten Optik.
    Der Vergleich kann über den Konrast der MTF laufen (anschaulicher) oder über die Höhe der PSF (einfacher).
    Beides ist äquivalent.


    Allgemein sind 4 Fälle des Vergleichs möglich:


    1. unobstruiert real / unobstruiert perfekt
    2. obstruiert real / obstruiert perfekt


    3. unobstruiert real / obstruiert perfekt
    4. obstruiert real / unobstruiert perfekt


    Bleiben wir bei der Höhe der PSF, ergibt sich zwingend, dass die Fläche der Optiken gleich sein muss.
    Das ist bei 3. und 4. nicht der Fall.
    Deshalb schrieb ich "entsprechend".
    Ungleiche Flächen bedeuten von *vornherein* unterschiedliche PSF Höhen.
    Damit hat man ein Normierungsproblem, oder "Äpfel mit Birnen".


    Nebenbei, das "Überschwingen" der MTF bei obtruierten Optiken hat einen ähnlichen Grund:
    maximale Ortsfrequenz hängt am Durchmesser, die Höhe der PSF an der Fläche - irgendwie muss man sich bei der Normierung entscheiden. Man bezieht die PSF auf die Fläche und damit sieht die ideale MTF so aus wie die einer kleineren Optik.


    Bei 1. und 2. ist das kein Problem, Durchmesser und Flächen sind gleich, damit kann man den Strehl sinnvoll angeben.
    Genau dafür ist der Strehl gedacht, nämlich eine Brücke von der Oberflächenqualität (Topografie) zur optischen Qualität (Kontrast) zu schlagen.


    Für "Quervergleiche" muss man die MTF bemühen.
    Dann kann man alles mixen: verschiedene Durchmesser, Obstruktionen und auch Qualitäten.


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Kai,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
    <br />(==&gt;)Roland,


    das PDF ist ineressant, erwähnt das EER aber nur an einer Stelle ohne größere Erklärungen.


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Man redet oft über den Strehl und nicht über den Strehl ratio. in dem Artikel
    http://www.telescope-optics.net/Strehl.htm
    wird über Strehl ratio und die EE (also encircled/ensquared energy) geschrieben. Das muss ich mir auch noch in Ruhe durchlesen. Zumindest ist die EE und EER keine Erfindung vom Gerd. Man kann da im Internet durchaus etwas finden. ;)
    Servus,
    Roland

  • Hallo Roland,


    Srehl und Strehl-Ratio meint dasselbe, das ist immer eine einzelne Zahl.


    EE und EER sind unterschiedliche Begriffe:


    EE is eine Funktion vom Radius, deshalb manchmal als EE(r) oder ähnlich geschrieben.
    EER ist das Ratio, also eine einzelne Zahl.


    EER ist in der Literatur sehr selten bis nicht-existent.
    Und ja, ich kann Google bedienen[;)]



    Viele Grüße
    Kai

  • Thomas,
    man gibt den Strehlwert ja auch zum Spiegel an und weniger zum Teleskop als Gesamtsystem. Ähnliches gilt für Linsenobjektive.[;)]


    Dabei immer dran denken, welches System denn nun gemeint ist und was dafür die optimale Spiegelform wäre. Der Strehlwert hat die Aufgabe die Abweichung der Ausführung vom theoretischen (designabhängigen) Ideal aufzuzeigen. Mehr soll der Strehlwert gar nicht zum Ausdruck bringen.


    Die Ausgangsfrage hier (wie lang taugt ein sphärischer Spiegel) ist so ein Grenzfall, wo man die Hilfsgröße Strehl quasi zu Designfragen heranzieht. Im Sinne von "Sphäre" ist ein schlecht polierter Parabolspiegel.

  • Hallo Alois,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Aber weil mich die Helligkeitsverteilung im Beugungsscheibchen interessiert hat,
    und ich bemerkte dass man nicht den ganzen Helligkeitsumfang in einem Bild festhalten kann,
    habe ich mir vor vielen Jahren einmal eine Belichtungsreihe gemacht die mir ein wenig Aufschluss vermittelt.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font 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.


    Grüße Gerd

  • Hallo Kai


    ja zur EER sind die Literaturstellen dürftig aber man wird natürlich dennoch fündig.
    Zu empfehlen ist zb. mal ein Blick in den Suiter Star Testing Astronomical Telescopes.
    Dort gibt es dann doch einiges zur EER zu lesen.
    Die Messungen von Kurt bezüglich der EER sind auch sehr interessant.


    http://www.astrotreff.de/topic…CHIVE=true&TOPIC_ID=11979


    Und er macht mit Aberrator die Sache auch anschaulich.
    Aberrator kann ja PFS und EE Kurve zusammen darstellen.
    Ich verwende gleich mal die Grafik von Kurt.



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bleiben wir bei der Höhe der PSF, ergibt sich zwingend, dass die Fläche der Optiken gleich sein muss.
    Das ist bei 3. und 4. nicht der Fall.
    Deshalb schrieb ich "entsprechend".
    Ungleiche Flächen bedeuten von *vornherein* unterschiedliche PSF Höhen.
    Damit hat man ein Normierungsproblem, oder "Äpfel mit Birnen".
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Die Höhe der PSF bleibt auch mit Obstruktion immer gleich!
    Darum hat eine Obstruktion ja auch keinen Einfluss auf den Strehl der sich ja auf den maximalen Wert der PSF bezieht.
    Die fehlende Energie macht sich im kleineren Durchmesser des hellen Kerns der PSF bemerkbar aber nicht an dessen Höhe.
    Die zentrale Erhebung der PSF wird mit Obstruktion schlanker.
    Und auch das Beugungsscheibchen wird mit Obstruktion kleiner!
    Das glauben viele immer nicht aber es ist so, das BS wird mit Obstruktion kleiner!
    Im Buch Telescope Optics S. 219 gibt es eine Tabelle 18.1 dort ist der Winkel Durchmesser des BS für 25 und 50% Obstruktion als Verhältnis zur Öffnung in mm angegeben.


    Obstruktion
    0% BS = 280/D
    25% BS = 262/D
    50% BS = 230/D


    Das Bild von Kurt passt hier auch sehr gut.



    Darum auch die bessere Auflösung beim Trennen von Doppelsternen.
    Aber keine höhere Grenzfrequenz in der MTF!
    Das eigentliche Auflösungsvermögen wird also nicht beeinflusst.
    Auch ein Grund warum ich als Planetenbeobachter von der Auflösung nach Rayleigh absolut nichts halte.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Nebenbei, das "Überschwingen" der MTF bei obtruierten Optiken hat einen ähnlichen Grund:
    maximale Ortsfrequenz hängt am Durchmesser, die Höhe der PSF an der Fläche - irgendwie muss man sich bei der Normierung entscheiden. Man bezieht die PSF auf die Fläche und damit sieht die ideale MTF so aus wie die einer kleineren Optik.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das ist falsch.
    Die Ideallinie der MTF ist immer gleich, das "Überschwingen" rührt aus dem kleineren BS.
    Dennoch läuft die MTF auch mit Obstruktion an exakt dem gleichen Punkt gegen Null.
    Die Grenzfrequenz bleibt also unverändert!


    Apropos Ideallinie in der MTF.
    Das ist die eigentliche Beugungsgrenze bzw. das Diffraction limit
    Die Ideallinie wird daher gelegentlich auch so benannt.


    http://www.trioptics.com/knowl…lation-transfer-function/


    http://www.trioptics.com/filea…-frequency_400745e155.jpg


    Eine MTF die unterhalb der Ideallinie bleibt ist daher eigentlich auch nicht mehr Beugungsbegrenzt.
    Nur eignet sich diese Definition von Beugungsbegrenzt natürlich nicht für die Definition einer Mindestqualität.
    Das was man bezüglich Mindestqualität unter Beugungsbegrenzt versteht ist daher in der Tat etwas irreführend.


    Grüße Gerd

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gerd-2</i>


    Die Höhe der PSF bleibt auch mit Obstruktion immer gleich!
    Darum hat eine Obstruktion ja auch keinen Einfluss auf den Strehl der sich ja auf den maximalen Wert der PSF bezieht.
    Die fehlende Energie macht sich im kleineren Durchmesser des hellen Kerns der PSF bemerkbar aber nicht an dessen Höhe.




    Grüße Gerd
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Gerd,


    da bin ich etwas skeptisch.


    Nochmal zurück, du hattest oben geschrieben, dass Strehl Ratio und EER sehr verwand sind, das klingt sehr plausibel. Will man die Unterschiede herausarbeiten, hiflt es Extremfälle zu wählen, und vor allem muss man die exakte Definition der Größen kennen (ich habe keine Quelle gefunden). Bei einem extrem obstruierten System (99%, praktisch nur ein schmaler Ring, niemand wir so etwas bauen) wird der Durchmesser des Beugungsscheibchens nicht auf wenige % schrumpfen, doch die Gesamtintensität des zentralen Maxiumum sinkt dennoch dramatisch relativ zu den Ringen. 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.


    Kurzum, wenn man dies genau klären möchte benötigt man exakte, konsistende Definitionen (Gleichungen) aus einer Quelle.


    Nachdem was ich hier gelesen habe sind beide Größen hilfreich, der Strehl mal salop geschrieben gibt Auskunft wie gut die Optik umgesetzt ist. EER vergleicht mit einem perfekten Teleskop, ohne Obstruktion. Ist die so?


    beste Grüße


    Thomas


    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

  • Guten Morgen Gerd,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...ein Blick in den Suiter Star Testing Astronomical Telescopes.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    In der Tat, sehr interessant!


    Da steht auf Seite 198:
    <font color="green">EER(l) of apertures mixing the two optical problems of obstruction and
    lower-order (Zernike) spherical aberration...</font id="green">


    EER(1) ist gleichbedeutend mit EER wie das von Dir propagiert wurde, denn die (1) meint den Radius an welcher die Airydisk die erste Nullstelle hat.


    Warum gerade der Radius r=1?
    Das wird davor erklärt:


    <font color="green">The encircled energy ratios appearing in Figs. 9-1 and 10-6 are complete
    curves. For a single number that represents a quality criterion, one needs to
    take the EER(r) value at a specific value of r;. The question arises: what angle
    is best?
    Unfortunately, no one angle is the last word on optical quality. ....</font id="green">


    Also ist Radius r=1 zwar begründet aber dennoch willkürlich ausgewählt.


    Darauf wird dann ein <font color="red">empirisches</font id="red"> Raings-System aufgebaut:


    <font color="green">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</font id="green">


    Jetzt verstehst Du sicher meine Frage, was den EER so besonders als Qualitätsmesszahl auszeichnet.
    Der Verdienst Suiters ist es, dass er komplizierte Sachverhalte in einen verständlichen und paxisbezigenen Kontext setzt.
    An diesem Punkt bleibt es aber Empirie, also ein Rating welches auf Erfahrung basiert.
    Gut dass wir mal drüber gesprochen haben, jetzt weiss ich endlich mal woher die Sache mit dem EER ursprünglich kommt.[;)]



    Weiter geht's mit dieser Aussage, der ich nicht zustimmen kann:
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die Höhe der PSF bleibt auch mit Obstruktion immer gleich!<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font 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


    Ich habe es zusätzlich in der Original-Quelle nachgeschaut:
    Aberration Theory Made Simple, Mahajan
    (nebenbei: auch hier kein Hinweis auf eine Qualitätsmaßzahl in der Bedeutung des EER)


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Kai,
    der EER wird dann interessant wenn man vom Empfänger aus rechnet und von dort aus die Qualitätskriterien setzt, z.B. dass 50% der maximal möglichen Energie für ein Feld von Z mal Y mm auf einem Pixel mit den Massen x mal y (=&gt; Seitenlänge =2x relevanter EER Radius)landen müssen. Wenn man dann die EER und die Dämpfung im Blick behält kann man da zielgerichtet entwickeln. Da hat man dann die Pupillenfunktion mit drin und wenn man dann noch den Signal/Rauschabstand wegen Geisterbildern/Geisterpupillen in den Griff kriegt, kann man ein für den Empfänger optimales Gerät machen.
    In der Amateurszene, wo Geräte mit unter Strehl 0,95 regelmäßig als Gurken bezeichnet werden, wenn sie Obstruktion aufweisen, ist das natürlich verboten.


    Clear skies


    Tassilo

  • Hallo Tassilo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">dass 50% der maximal möglichen Energie für ein Feld von Z mal Y mm ....<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ja, das gibt es und wird sogar gelegentlich benutzt.
    Hört auf den schönen Namen "EE50"


    Bei den Definitionen und Begriffen bin ich eben penibel[;)]


    Gerd's EER ist ein Ratio, also eine Verhältniszahl.


    Das EE50 oder EE80 ist auch eine einzelne Zahl, hat aber die Dimension einer Länge oder eines Winkels.
    Eben genau der Winkel, wo 50% oder 80% der Energie "eingezirkelt" sind.
    Das Problem ist nur zu beweisen, dass eine Optik mit dem kleineren EE50 im Durchschnitt die "bessere" ist.
    Je nachdem wie man "besser" definiert, kann sowas schon Sinn machen.


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Kai


    Der Ausdruck Flächenleistungsdichte schreit geradezu nach Integration !


    Tassilo hat schon Recht ! Am Ende brauchen wir alle eine Energiemenge innerhalb eines bestimmten Radius .
    Unterschiedliche Verläufe der PSF kann man schon als Äpfel/Birnen Vergleich sehen . Dann ist eben die Frage wieviel Energie steckt in dem Apfel und wieviel Energie steckt in der Birne .


    Viele Grüße Rainer

  • (==&gt;)Rainer:


    Ja, logisch, wenn man die PSF bis r integriert bekommt man EE(r).


    (==&gt;)Tassilo:


    Genau, machen wir den Weg endlich frei für 110%[;)]


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Kai,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>


    (==&gt;)Tassilo:


    Genau, machen wir den Weg endlich frei für 110%[;)]


    Viele Grüße
    Kai
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    ja, klar, das kriegen wir hin! Ich weiß auch wie: Wir dampfen auf die Spiegelschicht per Nanotechnologie Photonmultiplierröhrchen mit D&lt;1um auf, mit Vorsatz-Nanolinse. Das Photon kommt an, wird über die Mikrolinse in das Röhrchen geleitet, löst dort einen Photoenschauer in gleicher Richtung aus. Der wird dann reflektiert und löst nochmal einen Photonenschauer aus. Die Mikrolinse sorgt dafür, dass das in der richtigen Richtung das Röhrchen verlässt. Die Energie für den Prozess bekommen wir durch seitliches Pumpen der Röhrchenschicht mit Laserlicht.
    Nur wie ich die &lt;2,2um bei f/10 mit 9um Airydiscdurchmesser hinkriege, weiss ich noch nicht ....[:o)]


    Clear skies
    Tassilo

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