Reflektor ohne Obstruktion

Hallo Holger,

vielen Dank, ich habe mir den Jones corector mal auf telescope-optic- net angeschaut, mir ist nicht ganz klar geworden ob er die Brennweite verlängert, das wäre in Hinblick auf einen sehr lichtstarken Yolo unerwünscht.

Vermutlich ist so ein Teleskop sowohl in der Herstellung als auch Justage sehr aufwendig, der Unterschied zu einem gleich großen Newton oder anderem ist zu gering, als dass er sich lohnt.

beste Grüße

Thomas

Hallo zusammen,

bezüglich der sog. "Chiefspiegler" gibt es auch eine Webseite von Ed Jones https://opticaleds.com/unusual-telescope-designs/chiefs/. Ich hatte vor Längerer Zeit mal so ein Teleskop ins Auge gefasst, habe es aber nie in Angriff genommen.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Thomas,

das Schöne - zumindest in meinem Fall als Nicht-Selberschleifer - ist, dass man den Chiefspiegler komplett aus Kaufkomponenten zusammenbauen kann. Ich bin übers Mechanik-Selbstbauen noch nicht rausgekommen...

Erstes Schleifprojekt wäre ganz klar auch ein Yolo.

Viele Grüße

Holger

Hallo,

wie wäre es mit einem "Greulich Reflektor"?

Das erste Design aus dem Link von Andreas (8" f/7 mit 90° Einblick) wurde im März-Heft des Jahres 1988 in "Sky and Telescope", Seiten 324-325, vorgestellt. Aber mit einem einlinsigen Korrektor.

Ein Ingenieur namens B.J. Greulich aus Kalifornien hatte sich so ein Teleskop gebaut, einen 5-Zöller mit 120 Zoll Brennweite (f/24) in vermittels Planspiegel gefalteter Bauweise (Einblick wie beim Newton, am hinteren Rohrende). Den einlinsigen Korrektor hatte er sich beim Brillenmacher seines Vertrauens - ganz ohne Rezept - anfertigen lassen (nicht Fielmann [:o)]).

Ich wollte es auch einmal bauen, bin aber nie dazu gekommen. Ich hatte es damals "Greulich-Spiegel" getauft, in der Hoffnung die Performance macht dem Namen keine Ehre......[:)]

Leider sind keine Spotdiagramme dabei, aber das läßt sich ja heute bei Interesse selber rechnen (OSLO, etc).

Ich hänge mal das Systemdiagramm hier an:
http://www.coyote-point-observ…M/Optics/IMG_2799_800x600

Grüße, Gerd

Hallo Beat,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: BeatK</i>
Bei der erwähnten Alternative Newton 6 Zoll erreicht man wegen der Obstruktion von 17% nicht einen Strehlwert über 0.94.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Vielleicht kannst Du das genauer erklären? Der Hauptspiegel eines Newtons kann ja durchaus 0,96 oder 0,98 Strehl besitzen. Wie errechnet sich der Strehlwert mit Obstruktion in Abhängigkeit von dieser?

Zum Yolo: Ein Nachteil des Yolos ist, dass es diese nicht kommerziell zu kaufen gibt. Was ist eigentlich der Grund für das Fehlen eines kommerziellen 8" oder 10" ... Yolos? Klar, die APO im Bereich bis 6" haben meist noch eine geringere Brennweite, aber mit steigender Öffnung werden die APOs auch langbrennweitig, wenn sie halbwegs farbrein werden sollen. Vom Gewicht und Preis eins 8" oder 10" APOs ganz zu schweigen. Auch bei 6" wäre es eine Alternative zum APO für Objekte, die auf ein kleines Feld begrenzt sind.

Wie ist es beim Yolo mit Lokalem Seeing?
Servus,
Roland

Hallo Gerd,

ich hab den Greulich-Reflektor mal ins Optikdesignprogramm eingegeben und komme selbst bei 5" und f/24 nur auf 90% Strehl, weil man mit der torischen Linse die Koma nicht wegbekommt -&gt; finde ich nur mäßig attraktiv.

Dass man Brillengläser als einfach verfügbaren Astigmatismuskorrektor verwenden kann, lohnt sich aber im Hinterkopf zu behalten!

Viele Grüße

Holger

Hallo Georg,

das mit den Spotdiagrammen ist immer eine Frage des Maßstabs und bei unterschiedlich lichtstarken System eh schwierig

Ich hab mal folgenden Vergleich:

130 mm Yolo mit f/13.6: 63% Strehl bei Feldwinkel 0.25°
130 mm Chiefspiegler (oder Newton) mit f/13.6: 97.2% Strehl bei Feldwinkel 0.25°

Da sieht man, dass beim Chiefspiegler die Hauptaberration von Schiefspieglern (linearer Astigmatismus) korrigiert ist. Der oben genannte Chiefspiegler ist von der Performance her ein Newton mit f/8, die Koma ist nach allgemeinen Maßstäben also vernachlässigbar. Man könnte ihm der Perfektion halber auch noch einen (herkömmlichen) Komakorrektor spendieren.

Klar ist aber auch, dass das schnellere System das toleranzempfindlichere ist, v.a. wenn die ganze Brechkraft in nur einem Spiegel steckt statt in zweien.

Viele Grüße

Holger

Hallo Roland

Obstruktion beim Newton: http://www.querbeet-astronomie…/Fangspiegelbeugung.shtml
Ich habe nicht genau nachgerechnet, da die Abbdilung 7 eine gut ablesbare Graphik darstellt.
Wenn der Hauptspiegel des Newton nicht Strehl Nahe 1 und der Fangspiegel nicht gut genug ist, summiert sich das und der Strehl wird noch tiefer, auch bei guter Kollimation. Beim Yolo habe ich diesbezüglich „Reserve“.

Warum das Yolo nicht käuflich ist: Ich weiss es nicht und verstehe es nicht. Aber: zum Glück für uns Spiegelschleifer: Wir können konkurrenzlos das perfekte Teleskop herstellen! Das Yolo ist, wie Du erwähnst, mindestens so gut wie ein APO, wenn es visuell eingesetzt wird.

Ich habe ein 8 Zoll Yolo gebaut. Es ist schwer, musste stationär montiert werden. Wegen Tubus Seeing habe ich ein optisches Fenster gemacht. Das Ganze ist perfekt geworden. Wenn die Planeten hoch stehen und das Seeing gut ist hat man einen Gewinn. Ich finde aber, der Aufwand lohnt sich kaum.

Im Alltag brauche ich meine 6 Zoll Yolos. Ich kann überall hin damit. Das lokale Seeing stört beim 6 Zoll wenig, vgl. auch die Graphik im Rutten und Venrooij Seite 218. Tubus Seeing ist kein Problem. Auskühlen geht rascher als beim kürzlich verglichenen 6 Zoll APO.

Zur Zeit bin ich an einem 5 Zoll Yolo 1: 9 . Werde es nur visuell einsetzen. Ich bin sehr zuversichtlich. Das geht dann fast ins Handgepäck.

Mit Gruss
Beat

Hallo Holger,

danke für das Durchrechnen - er macht dem Namen wohl Ehre. Gut daß ich nicht zum Bauen kam.

Grüße, Gerd

Hallo Beat,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: BeatK</i>
Obstruktion beim Newton: http://www.querbeet-astronomie…/Fangspiegelbeugung.shtml
Ich habe nicht genau nachgerechnet, da die Abbdilung 7 eine gut ablesbare Graphik darstellt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
die Abbildung ist richtig und setzt die Maximalintensität ins Verhältnis zum Fall ohne Fangspiegel, aber enthält neben dem Beugungsverlust auch den Transmissionsverlust durch die Obstruktion, was ziemlich irreführend ist - man rechnet sonst ja auch die Transmission nicht ins Strehlverhältnis mit rein. Der richtige Wert für den Strehlverlust ist daher nicht (1-o²)², sondern 1-o², d.h. er entspricht der obstruierten Fläche.

Bei den von Dir genannten 17% Obstruktion kommt man daher auf 97.1% Strehl, was noch ziemlich gut ist.

Viele Grüße

Holger

Hallo zusammen,

auf telescope-optic-net werden diverse Designes verglichen,

von Schiefspiegler, Yolo zu Herschel:

https://www.telescope-optics.n…_component_telescopes.htm

zu Chief, Herrig bis Stevick-Paul;

https://www.telescope-optics.net/TCT_2.htm#aperture

bis Off-Axis Newton

https://www.telescope-optics.net/tilted3.htm

beste Grüße

Thomas

Hallo Holger

Danke für Deine interessante Präzisierung. Die 17 % Obstruktion wurden oben von Kurt erwähnt. Darum habe ich sie übernommen.

Eine kleine Obstruktion beim Newton erkauft man mit geringem Weg am Okular Auszug. Der fast beliebig grosse Weg beim Yolo ist ein relevanter Vorteil. Ich beobachte z.B. gerne mit einem Bino Ansatz, auch mit relativ kleiner Vergrösserung. Dies ist möglich ohne Barlow oder GKW.

Mit Gruss,
Beat

Hallo Holger,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">damit hast Du auch das wesentliche Argument gegen einen Kutter-Schiefspiegler ohne Korrekturlinse gebracht - der hat grad so um die 90% Strehl, das ist mir auch zu wenig.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

das stimmt so nicht!
Ein Kutter kann auch ohne Korrekturlinse einen Strehl nahe 1 haben.
Nur wenn man ausschließlich mit rein sphärischen Flächen auskommen will gibt es eine Rest Koma und damit Werte je nach Konfiguration um 0,9.
Aber selbstverständlich kann man auch beim Kutte genau wie beim Yolo einen der beiden Spiegel entsprechend retuschieren oder mechanisch verspannen um einen Strehl nahe 1 zu erreichen.
Der Kutter unterscheidet sich in dieser Beziehung nicht vom Yolo!
Es ist beim Kutter im Gegensatz zum Yolo aber möglich ohne Retusche auszukommen während der Yolo in jedem Fall eine Retusche benötigt.
Es gibt daher eben keinen Yolo mit rein sphärischen Flächen wie beim Kutter.
Das kann man dem Kutter ja aber nicht als Nachteil ankreiden!
Wenn man fair vergleichen will dann muss man selbstverständlich bei beiden eine Retusche eines Spiegels machen.

Das Grundproblem ist das der Kippwinkel des SP um eine volle Korrektur der Koma zu erreichen ein Anderer ist als der um den Asti vollständig zu korrigieren.
Es gibt grundsätzlich 2 Möglichkeiten
Möglichkeit 1 man korrigiert die Koma verständig über den Kippwinkel des SP und den Asti dann über eine Retusche eines der beiden Spiegel.

Beim Kutten hier zb. von Kurt schon angewendet (ToKu 1)
150mm Kutter mit Torisch deformiertem HS
http://www.astrotreff.de/topic…CHIVE=true&TOPIC_ID=63920

Möglichkeit 2a man korrigiert den Asti vollständig über den Kippwinkel des SP und die verbleibende Rest Koma mittels Retusche eines Spiegels.
Auch das hatte Kurt beim Kutter schon realisiert.
230mm Kutter mit Komatisch retuschiertem HS
http://www.astrotreff.de/topic…CHIVE=true&TOPIC_ID=83566

Möglichkeit 2b man korrigiert den Asti vollständig über den Kippwinkel des SP und lässt die Restkomas über eine entsprechende Auslegung im Beugungsscheibchen verschwinden.
Nimmt also eine kleine Rest Koma in Kauf und verzichtet dafür auf eine Retusche oder Deformation eines Spiegels.
Von dieser Bauart gab es ja mal welche von LK zu kaufen.

Man sieht also auch ein Kutter kann genau wie ein Yolo hohe Strehlwerte erreichen wenn man sich zur Retusche eines Spiegels entschließt.
Aufgrund der Brennweitenverlängerung des SP beim Kutter werden die Öffnungszahlen bei gleicher Baulänge aber immer größer sein als beim Yolo dessen SP ja Brennweitenverkürzend wirkt.

Und es besteht natürlich jederzeit die Möglichkeit beim Kutter auch mit Korrekturlinsen zu arbeiten.
Es muss nichnt der Klassiker mit einfacher Keillinse sein sondern man kann auch einen 2 Linsigen Korrektor nach dem Vorbild von Ed-Jones verwenden.
http://www.astrotreff.de/topic…PIC_ID=109213&whichpage=1

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich würde da einen Jones-Korrektor aus einem niedrigdispersiven Glas verwenden.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die Dispersion des Glases Spielt keine Rolle!
Die Linsen müssen nur beide aus dem gleichen Glas sein und sie müssen die gleiche Brennweite haben, das ist das Entscheidende und dann gibt es auch keinen relevanten Farbfehler da der Farbfehler der Linse mit positiver Brechkraft durch die Linse mit gleicher negativer Brechkraft kompensieret wird.
Die Linsen dürfen nur nicht zu dick sein sonst kommt es durch die schräg Stellung zu einem lateralen Farbfehler.
Dieser könnte aber prinzipiell auch mittels Keillinse vollständig korrigiert werden.
Es genügt wenn eine der beiden Linsen einen definierten „Keilfehler“ bekommt.
Das sollte im Normalfall aber nicht nötig sein da bei dünnen Linsen auch der laterale Farbfehler vernachlässigbar bleibt.

Grüße Gerd

Hallo Holger, Hallo Gerd

Zitat: „Der richtige Wert für den Strehlverlust ist daher nicht (1-o²)², sondern 1-o², d.h. er entspricht der obstruierten Fläche.“

Es hat mich gewundert, wie man zu den Formeln kommt, die Du angibst. Wenn ich in „Telescope Optics Net“ Kapitel 7.1. nachlese, werden Transmissionsverlust mit 1-o² und Strehlverlust mit (1-o²)² angegeben. Eine Graphik ergänzt die Stehlverlust Formel. Was stimmt nun? Wie wird das hergeleitet? Ich bin Praktiker, die Theorie interessiert mich aber sehr.

Ausführungen: Kutter mit asphärischen Flächen:

Funktioniert natürlich, behält aber die Nachteile des Kutters mit langer Brennweite, wie Du, Gerd, es erwähnst. Kurt hat es mit einer Verspannung des Primäspiegels realisiert. Ich bin immer noch sehr „gespannt“, wie die Verspannung bzw. die Kollimation beim Beobachten hält. Das könnte man gut mit dem Win Roddier Test feststellen. Beim Yolo mit torisch geschliffenem SP hat man das Problem kaum, wie der Test an Vega mehrfach gezeigt hat. Wenn torisch geschliffen, dann den Sekundäspiegel. Die unvermeidbaren kleinen Fehler gehen nur zur Hälfte ein. Beim Kutter mit konvexem SP ist das Testen beim Polieren ohne Autokollimation aufwändig. Beim Yolo kann man die vorhandene, einfache, hochpräzise Foucault Methode verwenden.

Mit Gruss,
Beat

Hallo Beat

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Zitat: „Der richtige Wert für den Strehlverlust ist daher nicht (1-o²)², sondern 1-o², d.h. er entspricht der obstruierten Fläche.“

Es hat mich gewundert, wie man zu den Formeln kommt, die Du angibst. Wenn ich in „Telescope Optics Net“ Kapitel 7.1. nachlese, werden Transmissionsverlust mit 1-o² und Strehlverlust mit (1-o²)² angegeben. Eine Graphik ergänzt die Stehlverlust Formel. Was stimmt nun? Wie wird das hergeleitet? Ich bin Praktiker, die Theorie interessiert mich aber sehr.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Holger hat dies schon erklärt , nun will ich es auch noch mal versuchen .
Der Strehl setzt sich aus 2 Faktoren zuzusammen .
Den Transmissionsfaktor und den Verteilungsfaktor .
Transmissionsverluste lassen sich ohne große Nachteile durch geringfühige Vergrößerung der Öffnung ausgleichen . Diesen Anteil des Strehls sollte man nicht so hoch bewerten wie es sich allein aus dem Faktor ergibt .
Das woran man beim Strehl eines optischen Konzepts zu Recht zuerst denkt ist die Verteilung (Konzentration)der Energie im Bereich der Beugungsscheibe .

Wenn nun durch Obstruktion der Gesamtstrehl = (1 - o^2)^2 beträgt
und der Transmissionsfaktor (1 - o^2) beträgt
muß der Verteilungsfaktor ebenfalls (1 - 0^2) betragen

Viele Grüße Rainer

Hallo Beat, Rainer, Holger,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Der richtige Wert für den Strehlverlust ist daher nicht (1-o²)², sondern 1-o², d.h. er entspricht der obstruierten Fläche.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

das ist falsch, 1- O^2,hat weder mit dem Strehl noch etwas mit der Abbildungsqualität zu tun!
Es gibt lediglich den Lichtverlust an bzw. die noch verbleibende Lichtmengte.
Der reine Lichtverlust hat auf die Intensitätsverhältnissen in der PSF aber keinerlei Einfluss!
Er sagt nur das die Abbildung insgesamt entsprechend dunkler ist.
Wäre dieser Intensitätsverlust der Strehl so wie es hier einige offenbar glauben müsste zb. ein Teleskop mit Sonnenfilter lediglich Strehl 0,001 haben denn ein üblicher Sonnenfilter mindert die Intensität auf etwa 0,001 des ursprünglichen Wertes
Nun wer schon mal mit Sonnenfilter beobachtet hat wird festgestellt haben das die Abbildung trotz des enormen Intensitätsverlustes nicht schlechter ist als ohne Sonnenfilter, naja zumindest wenn der Sonnenfilter keine nennenswerten zusätzlichen Aberrationen einführt.
Das Bild ist halt nur entsprechend dunkler sonst nichts.

Und nicht anders ist es mit dem reinen Lichtverlust durch Obstruktion
Das o^2 ist lediglich die Umrechnung der üblicherweise auf den Durchmesser bezogenen Obstruktion auf die Fläche.
Eine 50% Obstruktion also 0,5 auf den Durchmesser bezogen sind also 0,5^2 = 0,25 auf die Fläche bezogen.
Und wenn man das von 1 abzieht ist das Ergebnis die noch verbleibende Fläche.
Es bleiben also bei 50% Obstruktion noch 1-0,25 = 0,75 der Fläche und damit natürlich auch 0,75 des Lichtes übrig.
Mit anderen Worten das Bild hat dann noch 75% der der Helligkeit.
Aber es ist allein wegen dieses Lichtverlustes nicht schlechter als ein Bild das 100% der Helligkeit aufweist.

Uns interessiert daher hier der reine Helligkeitsverlust des Bildes gar nicht wenn wir die Qualität der Abbildung beurteilen wollen.
Sondern uns interessieren ausschließlich Intensitätsverhältnisse innerhalb der PSF
Also wohlgemerkt die Verhältnisse nicht die absolute Intensität!
Natürlich ist die absolute Intensität wenn wir zb. einen Stern der 1 Größenklasse beobachten um Faktor 2,5 größer als wenn wir einen Stern der 2 Größenklasse beobachten.
Aber deswegen ändert sich an den Intensitätsverhältnisse in der PSF nichts und das ist das Entscheidende!

Wenn wir die Wirkung der Obstruktion auf die Abbildungsqualität beurteilen wollen interessiert uns daher auch nur die Formel (1-O^2) ^2
Da die Wirkung der Beugung von der Fläche anhängt müssen wir auch hier wie gehabt die üblicherweise auf den Durchmesser bezogene Obstruktion erst einmal auf die Fläche umrechnen.
Also wie gehabt o^2 und die verbleibende Fläche ist 1-o^2 und erst das zum Quadrat gibt einen Näherungsweise Auskunft darüber wie Viehl Energie im Beugungsscheibchen konzentriert bleibt gegenüber dem Idealfall.
Also ganz Wichtig.
Auch (1-O^2) ^2 ist nicht der Strehl sondern es ist die EE, die Encircled Energy oder besser die EER die Encircled Energy Ratio.
Also analog zum Strehl Ratio ein Verhältnis zum theoretischem Ideal.
Nur bei der EER eben nicht auf die maximale Intensität der PSF bezogen sondern auf die Menge der im Beugungsscheibchen eingeschlossenen Energie.
Im Beispiel mit der 17% Obstruktion beträgt also die EER 0,94 und das ist das was uns hier interessiert.
(==&gt;) Beat

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn ich in „Telescope Optics Net“ Kapitel 7.1. nachlese, werden Transmissionsverlust mit 1-o² und Strehlverlust mit (1-o²)² angegeben.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Dort steht nichts von Strehlverlust sondern EE also die Encircled Energy.
Den Strehl mindert Obstruktion nicht!
Auch eine Optik mit Obstruktion hat Strehl 1,0 wenn sie perfekt ist!
Da sich der Strehl aus dem Wellenfrontfehler errechnet kann eine Obstruktion also ein verkleinern der Fläche auch den Wellenfrontfehler verkleinern und damit den Strehl sogar verbessern.

Betrachtet man niedrige bis mittlere Ortsfrequenzen dann mindert die EER die MTF in etwa so wie ein Strehl in vergleichbarer Größenordnung.
Insofern lässt sich EER und SR (Strehl Ratio) bezüglich ihrer Wirkung auf die MTF bei niedrigen bis mittleren Ortsfrequenzen näherungsweise vergleichen, nicht aber bei höheren Ortsfrequenzen.

Grüße Gerd

Hallo Rainer,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Der Strehl setzt sich aus 2 Faktoren zuzusammen .
Den Transmissionsfaktor und den Verteilungsfaktor .
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

es gibt ausschließlich einen Verteilungsfaktor und dieser entspricht in Bezug zur EER dem Quadrat der verbleibenden Fläche.
Das hat mit Transmissionsverlusten Garnichts zu tun da Transmissionsverluste lediglich das Bild dunkler werden lassen.
Sowohl Strehl als auch EER beziehen sich ausschließlich auf die Verteilung des Lichtes in der PSF weil nur das Einfluss auf die Kontrastübertragung und damit die Bildgüte hat.

Das sich auch die Transmission auf die verbleibende Fläche bezieht hat damit nichts zu tun.
Das Entscheidende ist das sich eben auch die Wirkung der Beugung auf die Fläche bezieht.
Daher die ähnliche Formel wenn wir die Wirkung der Beugung auf die EER berechnen wollen aber deswegen gibt es trotzdem noch lange keinen 2 Komponenten.
Wie gesagt die Transmission ist völlig irrelevant!!

Grüße Gerd

Hallo Gerd,

danke für Deine vielen ausführlichen Beiträge - bezüglich des Kutters gebe ich Dir völlig recht, da muss man für einen fairen Vergleich mit dem Yolo auch die Möglichkeit in Betracht ziehen, einen der Spiegel zu deformieren oder asphärisieren. Dann ist es kein wesentlicher Unterschied.

Zum Jones-Korrektor: der relevante Restfehler auf Achse ist Farbastigmatismus und der lässt sich sehr wohl durch die Glaswahl beeinflussen. Ob das relevant ist oder nicht, hängt vom persönlichen Anspruch ab - bei Apos gibt es ja auch diejenigen, die unter 99% polychromatischen Strehl nix kaufen möchten

Zur munteren Strehldiskussion nochmal meine Sicht der Dinge. Z.B. bei telescope-optics.net steht:

"reduction in the relative peak diffraction intensity - and the energy content of the Airy disc - by a factor (1-o²)²"

Genau darauf beziehe ich mich und meine, dass das so irreführend ist - bitte rechnet mal mit:

Die Peakhöhe des Beugungsscheibchens berechnet man, indem man die Feldamplitude über die Pupille integriert und anschließend das Betragsquadrat bildet. Das Ganze sei mal so normiert, dass für die ideale obstruktionsfreie Apertur dieser Wert 1 ist.

Mit Obstruktion muss man nur über die Fläche (1-o²) integrieren, der Wert des Integrals ist daher auch (1-o²). Das Betragsquadrat davon ist der angegebene Wert (1-o²)². Um diesen Faktor ist die Peakhöhe kleiner als im idealen Fall.

Aber: die Gesamtenergie im Beugungsscheibchen ist bei dieser Rechnung auch um den Faktor (1-o²) kleiner, das ist der Energieanteil, der durch die nichtobstruierte Fläche geht. Um wirklich nur Beugungseffekte zu erfassen, müssen wir auf gleiche Gesamtenergie normieren.

Die "transmissionskorrigierte" Peakhöhe des Beugungsscheibchens ist daher (1-o²)² / (1-o²) = (1-o²). Mit diesem Zahlenwert sind meiner Meinung nach die Beugungseffekte korrekt beschrieben, vor allem wenn man den obstruierte und den nichtobstruierten Fall vergleichen möchte. Ob man das jetzt Strehl nennen will oder nicht, ist dabei egal.

Ist das so nachvollziehbar?

Danke und viele Grüße

Holger

Hallo Holger, Gerd, Rainer und Mitleser

In „Aberration Theory Made Simple“ von Mahajan wird die Formel für eine „Aberration Free PSF“ bei annulärer Oeffnung hergeleitet (Seiten 78, 111, 112). Die beigefügte Graphik zeigt die „Irradiance and encircled Power Distribution“ für verschiedene Obscurations Ratio. Wenn ich als nicht Mathematiker es richtig verstehe, entspricht es nicht Deinen Ausführungen, Holger, sondern denen von Gerd. Nebenbei pardon für meine Vermischung von EER und Strehl: soll nie mehr vorkommen!

Mit Gruss, Beat

Hallo Holger,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Zum Jones-Korrektor: der relevante Restfehler auf Achse ist Farbastigmatismus und der lässt sich sehr wohl durch die Glaswahl beeinflussen. Ob das relevant ist oder nicht, hängt vom persönlichen Anspruch ab - bei Apos gibt es ja auch diejenigen, die unter 99% polychromatischen Strehl nix kaufen möchten :-)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

also ein sich mit der Wellenlänge ändernder Astigmatismus ist auch bei kleineren Öffnungszahlen mit üblichem BK7 kein praxisrelevantes Thema.
Dann schon eher ein Farblängsfehler der durch leicht unterschiedliche Krümmungsradien und damit Brechkräfte der beiden Linsen eingeführt wird die man in einigen original Jones Designs findet.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Zur munteren Strehldiskussion nochmal meine Sicht der Dinge. Z.B. bei telescope-optics.net steht:

"reduction in the relative peak diffraction intensity - and the energy content of the Airy disc - by a factor (1-o²)²"
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

ich denke mal die Irritation kommt daher das du auf die Peakhöhe fixiert bist.
In deinem Zitat redet man aber eben auch von der EE also der im BS engeschlossennen Energie.
Natürlich stehen EE und Peakhöhe in einem Zusammenhang, sie sind nicht unabhängig voneinander und können daher auch nicht irgendwie in 2 unabhängige Komponenten getrennt werden.
Wenn die EE sinkt dann sinkt automatisch auch die Peakhöhe und umgekehrt wenn die Peakhöhe sinkt dann ist automatisch auch weniger Energie im BS konzentriert also sinkt auch die EE.
Von daher ist es absolut richtig wenn dort steht das sowohl Peakhöhe als auch EE sinken.
Man kann es aber nicht voneinander trennen wie du es möchtest.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Aber: die Gesamtenergie im Beugungsscheibchen ist bei dieser Rechnung auch um den Faktor (1-o²) kleiner, das ist der Energieanteil, der durch die nichtobstruierte Fläche geht. Um wirklich nur Beugungseffekte zu erfassen, müssen wir auf gleiche Gesamtenergie normieren.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wenn du dich auf den Transmissionseffekt beziehst dann ist die Gesamtenergie der gesamten PSF kleiner, nicht nur die im Beugungsscheibchen.
An der Verteilung des Lichtes ändert ein Transmissionseffekt Garnichts und daher fließt dieser Effekt auch nicht in die die EER ein.
Die EER bezieht sich ausschließlich auf die Verteilung des Lichtes in der PSF und nicht auf die Gesamtenergie der PSF.
Man betrachtet ausschließlichen den Beugungseffekt den eine Obstruktion hervorruft.
Und dieser Beugungseffekt lenkt Energie aus dem BS heraus in den 1 Beugungsring.
Diese Energie fehlt dann natürlich im BS und damit sinken sowohl die EE als auch die Peakhöhe der PFS. Mit Transmissionsverlusten hat aber beides nichts zu tun sondern ausschließlich mit der durch Beugung veränderten Verteilung der Energie.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die "transmissionskorrigierte" Peakhöhe des Beugungsscheibchens ist daher (1-o²)² / (1-o²) = (1-o²). Mit diesem Zahlenwert sind meiner Meinung nach die Beugungseffekte korrekt beschrieben, vor allem wenn man den obstruierte und den nichtobstruierten Fall vergleichen möchte. Ob man das jetzt Strehl nennen will oder nicht, ist dabei egal. :-)<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Wie gesagt man kann Peakhöhe und die EE nicht voneinander trennen, muss aber trotzdem zwischen Strehl und EER unterscheiden da die Referenz Peakhöhe für den Strehl immer die Peakhöhe einer fehlerfreien Optik ist und diese „Referenz Peakhöhe“ ist halt mit Obstruktion kleiner.
Solange die Optik Fehlerfrei ist hat sie Strehl 1,0 egal ob mit oder ohne Obstruktion.
Ganz anders bei der EE, hier ist die Referenz die Energie die in einer idealen PSF im BS konzentriert wird.
Lenkt nun Obstruktion Energie aus dem BS heraus dann sinkt die EE und damit auch die EER also die Ratio das Verhältnis der EE zur Referenz.
Der Obstruktionseffekt kann daher nur mit der EER erfasst werden nicht aber nicht mit dem Strehl.

Grüße Gerd

Hallo Gerd,

alles klar - ich hab's nochmal nachgerechnet.

Also zusammenfassend:
Per Definition ist der Strehl 1.0 auch für eine perfekte obstruierte Optik.
Die Encircled Energy wird mit Obstruktion in der Tat um einen Faktor (1-o²)² kleiner*.
Die Peakhhöhe wird im vergleich zum unobstruierten Fall um einen Faktor (1-o²)² kleiner, wenn man den Transmissionsverlust durch die Obstruktion nicht berücksichtigt. Normiert auf gleiche Gesamtenergie in der PSF um einen Faktor (1-o²). Allerdings ist dieser Wert nur bedingt aussagekräftig, weil der Zusammenhang zwischen Peakhöhe und EE ein anderer ist als beispielsweise bei sphärischer Aberration.
Wer's genauer wissen will, muss eh auf die MTF schauen**.

Danke für die Geduld

Nachtrag:
* wobei ich das nur kurz numerisch nachgeprüft habe und es einigermaßen zu passen scheint, ich hab keine schöne Herleitung dieser Formel
** oder anderweitig darauf verzichten, das in eine einzelne Zahl zusammenfassen zu wollen.
Viele Grüße

Holger

Hallo,
vielleicht hat das Überfliegen des folgenden Dokuments für Verwirrung gesorgt. Zumindest bei mir war das so:
https://www.telescope-optics.n…e_central_obstruction.htm
Dort gibt es eine Optics Strehl Tabelle. Da steht "MAX. C.OBSTRUCTION (#959;) FOR PRESERVING 0.80 STREHL".
Servus,
Roland

Hallo Roland,

die Idee, eine Art Vergleichs-Strehl mit Obstruktion am Abfall der MTF-Kurve für die beobachtungsrelevanten niedrigeren Ortsfrequenzen festzumachen ist an sich ein schöner Ansatz, nur sollte man für den auch einen andere Bezeichnung wählen. Führt sonst nur zu Verwirrung

Mich hat es in diesem Kapitel verwirrt, dass die dargestellten PSFs nicht auf gleiche Gesamtenergie normiert sind - wenn ich Beugungseffekte anhand des PSF-Bildes vergleichen will, ist das eigentlich Voraussetzung.

Wo wir gerade bei telescope-optics.net sind: der Abschnitt 7.1.1 "inconsistencies in the theoretical concept" ist extrem fragwürdig - da wird hantiert mit MTF &gt; 0 jenseits der durch den Aperturdurchmesser gegebenen Grenzfrequenz, was völliger Käse ist - da gibt es einfach kein Licht, was interferieren und entsprechende Strukturgrößen erzeugen könnte, Punkt. Von daher bleibt einem in den anderen Kapiteln ein eigener kritischer Blick auch nicht erspart.

Viele Grüße

Holger

Hallo Gerd

Um ganz sicher zu gehen das ich Dich richtig verstanden habe folgende Überlegung :
Es sei EE (encicled Energie) der absolute Wert der in einem definierten Bereich (zB. Beugungsscheibe) eingeschlossenen Energie .
Als Gesamtenergie nehme ich (willkürlich) den Wert ohne Obstruktion = 1

Dann ist EE = EER * (1-o^2)
oder.....EE = (1- o^2)^3

Ist das so richtig ?

Hallo Roland

Danke für den Link . Ich hoffe ich habe dadurch auch den Satz von Gerd richtig verstanden .

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Auch eine Optik mit Obstruktion hat Strehl 1,0 wenn sie perfekt ist!<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Viele Grüße Rainer