Hallo Beat
Zuerst einmal danke für das grosse Interesse und Dir Rainer für die aktive Mitarbeit und Markus für die motivierende Vorarbeit.
Auch von meinerseite danke für unsere gute Zusammenarbeit .
Deine Messergebnisse für 80% und 67% sind gut und zeigen die sinnvollen Grenzen der einfachen Verspannung .
Willst Du jetzt mit der Spannfassung polieren/schleifen ?
Gruß Rainer
Hallo Beat,
Dann noch die Interferometrie bei voller Öffnung und deaktiviertem primärem Asti.
Aber viel interessanter wäre es doch, wenn der primäre Asti nicht deaktiviert wäre und wenn man alle Zernike-Koeffizienten sehen könnte.
Gruß
Michael
Hallo Michael
Ich präsentiere gerne alle Zernikes. Ich weiss nicht wie eine PDF Datei laden und habe die erste Seite fotographiert und als jpg eingefügt. Das wäre also die volle Öffnung:
Wenn ich den primären Asti auskollimieren statt deaktivieren soll ist das eine langwierige Aufgabe, wie schon erwähnt. Wegen dem ausgeprägten sek. Asti kann man es visuell nicht machen und muss die Interferometrie nach jeder Änderung der Testgeometrie wiederholen. Ob Du eine andere Idee hast, wie man es machen könnte? Ich habe das bei 80% Öffnung nahezu hingekriegt, die Geometrie dann aber für den Test bei bei 100% belassen. Wenn der Spiegel einen hohen Strehlwert hat, wie das bei meinen geschliffenen Spiegeln der Fall ist, kann man die Kolilmation visuell mit dem Sterntest sehr gut machen, derart dass der primäre Asti verschwindet.
Es ist also viel einfacher, den primären Asti zu deaktivieren. Er hat in der Ellipsoid Konfiguration gar keinen interessanten praktischen Wert, weil er ja im Prinzip Null sein soll. Er gibt mir lediglich einen Hinweis dafür, dass die Testgeometrie einigermassen stimmt, was ja der Fall ist: Der primäre Asti ist hier in der gleichen Grössenordnung wie der sekundäre. Würde es denn, wenn die Kollimation nicht ganz genau stimmt, eine Äderung bei den anderen Zernikes geben, die Relevanz hat?
Gruss, Beat
Hallo Beat,
Ich präsentiere gerne alle Zernikes. Ich weiss nicht wie eine PDF Datei laden und habe die erste Seite fotographiert und als jpg eingefügt. Das wäre also die volle Öffnung:
Das ist aber nicht auf der optischen Achse gemessen, oder?
Gruß
Michael
Hallo Micheal
Natürlich nein, das geht ja nicht. Ich bin der Meinung, es immer wieder erwähnt zu haben. Ich messe in Ellipsodikonfiguration, so wie es auch Leonard vorgeschlagen hat. Hier nochmals die entsprechende Skizze:
Es ist genial: das Toroid lässt sich wie ein Sphäroid testen.
Ich weiss nicht, ob deine Idee, bei wenig Verspannung auf der optischen Achse zu messen, funktionieren würde: Das Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti ist möglicherweise zu gross. Darum hatte ich oben die Rechnung vorgeschlagen: Es ginge um die Grössenordnung dieses Verhältnisses.
Gruss, Beat
Hallo Beat,
Natürlich nein, das geht ja nicht. Ich bin der Meinung, es immer wieder erwähnt zu haben. Ich messe in Ellipsodikonfiguration, so wie es auch Leonard vorgeschlagen hat. Hier nochmals die entsprechende Skizze:
Es ist genial: das Toroid lässt sich wie ein Sphäroid testen.
Ich weiss nicht, ob deine Idee, bei wenig Verspannung auf der optischen Achse zu messen, funktionieren würde: Das Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti ist möglicherweise zu gross. Darum hatte ich oben die Rechnung vorgeschlagen: Es ginge um die Grössenordnung dieses Verhältnisses.
Das ist ja gerade die entscheidende Frage, nämlich wie groß dieses Verhältnis ist. Selbstverständlich kann man den Spiegel direkt auf der optischen Achse messen. Man muss nur die Verspannung so weit verkleinern, dass die Streifendichte im Interferogramm gerade noch nicht zu groß wird. Ich bin mir sicher dass sich der Spiegel linear verhält, d.h. halbe Kraft bewirkt halb so große Verbiegung. Am Verhältnis von sekundärem zu primärem Astigmatismus ändert sich dadurch gar nichts.
Gruß
Michael
Hallo Beat,
Die Verspannung würde z.B. auf eine Wellenlänge primären Asti eingestellt .
Warum so wenig? Das Interferometer kann doch viel mehr messen.
Gruß
Michael
Hallo
12 bis 15 Wellenlängen wäre ein guter Wert .
Das ist nach der Literatur in Guntrams Link ein passender Wert für einen "normalen" Yolo .
Gruß Rainer
Hallo Beat
Natürlich habe ich nicht ernsthaft erwartet das Du den Spiegel in der Spannfassung polierst .
Zusätzlich zu den von Dir vorgebrachten Gründen , die ich genauso sehe , erwarte ich beim Polieren
erhebliche Schwierigkeiten .
Sobald man beim Polieren etwas auf die Spannfassung drückt wird Diese sich verformen bzw. sich der Spiegel
in der gefederten Achse relativ zur Fassung bewegen . Es sollte eine Achsabhängigkeit entstehen .
Was das für Auswirkung auf das polieren hat ist unsicher . Vermutlich produziert es einen Asti in den Hauptachsen .
Das wäre aber unproblematisch da kompensierbar .
Sowie bei Markus für die grobe Bearbeitung mag das gehen .
Ein optisch einfaches und sinnvolles Yolo Konzept für eine Spannfassung sehe für mich so aus :
Standart bis langbrennweitig , dünner Hauptspiegel , im Betrieb verspannt mit reichlich vergrößerten Durchmesser ,
Abblendung je nach Priorität , mit der nötigen cc (um -4) parabolisiert , Sekundärspiegel sphärisch . ohne Verspannung .
Dünne große Rohlinge zu bekommen ist kein Problem , die notwendige Astikompensation ist beim Hauptspiegel
erheblich geringer ( wie beim Sekundärspiegel ) und damit auch der Asti höherer Ordnung . Am Hauptspiegel sind keine
Bohrungen oder Rillen nötig . Die Astikompensations Einstellung erfolgt einfach in der Nähe des Okulars unabhängig von der
Komakompensation . Damit ist auch keine Langzeitstabilität erforderlich .
Was Größe und Gewicht angeht ist dieses Konzept dem Yolo mit geschliffener/polierter Astikompensation deutlich unterlegen .
Gruß Rainer
Hallo Rainer, Michael und alle Interessierten
Der Sekundär-Spiegel des Yolo Teleskops wird verspannt, damit er astigmatisch wird. Wir möchten gerne nur primären Astigmatismus. Leider gibt es zu viel sekundären. Die Frage war nach dem Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti. Eine eher akademische Frage, die aber nicht uninteressant ist.
Beim Testen In der Ellipsoid Konfiguration eliminieren wir den primären Asti und haben dann, wenn die Kollimation stimmt, nur noch den sekundären (und die sonst noch übriggebliebenen kleinen Aberrationen).
In der folgenden interferometrischen Auswertung ist der Einfachheit halber nur der sekundäre Asti aktiviert.
Der PV Wert des 2nd Asti beträgt hier 0.55 Wellenlängen bei 550 nm.
Den primären Asti können wir rechnerisch bestimmen: s. Skizze der Ellipsoidkonfiguration oben. Die gemessenen Werte:
Spiegel Durchmesser 100mm
Kurzer Radius 4100 mm
Langer Radius 4163 mm
U der laterale Abstand von Punktquelle zu Empfänger 1020 mm
Mit der Defokusformel in H.R. Suiter, wenn sie nach Delta n aufgelöst wird, rechnen wir die Anzahl Wellenlängen bei einer Radiusdifferenz von 63 mm:
Es ergeben sich 8.5 Wellenlängen Asti bei 550 nm
Die Formel von Dale Eason in DFTFringe unter Tools: Bath Astig Calculator
Ergibt 8.6 Wellenlängen, also in etwa denselben Wert.
Ich hoffe, richtig gerechnet zu haben.
Wie Du, Rainer, richtig schreibst ist ein typischer Wert fürs Yolo ein primärer Asti des Toroids von 12 bis 15 Wellenlängen. Wir sind also noch recht weit davon entfernt. Das Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti beträgt etwa 15 : 1. Wenn das Verhältnis bei zunehmender Verspannung konstant bleibt (was wir annehmen), so wird der sekundäre Asti zunehmen derart, dass noch mehr des Toroids abgeblendet werden muss.
Beim geschliffenen/polierten Toroid kann man, wie erwähnt und gezeigt, über 95% des Spiegel Durchmesser benutzen und das bei grösserer Radiusdifferenz als der aktuellen, mit welcher ich experimentiert habe.
Gruss, Beat
Hallo Beat,
Wir möchten gerne nur primären Astigmatismus.
Ist das sicher, oder ist das nur eine unbewiesene Vermutung?
Gruß
Michael
Hallo Michael
Wir möchten gerne nur primären Astigmatismus.
Es findet sich bei A. Leonard und sämtlicher anderer Literatur zum Yolo die mir bekannt ist kein Hinweis das noch etwas
anderes wie der Asti und Koma erster Ordnung kompensiert werden soll .
Wenn der Asti und Koma1. Ordnung vollständig kompensiert sind und der Asti und Koma höherer Ordnung sehr klein was willst Du noch ?
Was nicht heißt das nicht noch andere Kompensationsmöglichkeiten bestehen oder beschrieben wurden .
Gruß Rainer
Ich habe viele Spiegel und Teleskope, letztere in Autokollimation, getestet. Erst bei diesem verspannten Spiegel habe ich den sekundären Asti beobachten können. Zuerst wusste ich gar nicht, was da den Ellipsoidtest so schwierig macht, bis dann bei der Interferometrie und beim WinRoddier Test die Zernikes die Lösung brachten.
Nicht nur in der Physik vereinfachen wir Aufgaben, indem wir die nicht signifikanten Grössen weglassen. Den Ellipsoidtest betreffend zitiere ich einen Ausschnitt aus Lukas Howald's Broschüre über den torischen Spiegel:
Gruss, Beat
Hallo Beat
Nachdem ich Kapitel 5.1.1 bei Suiter gelesen habe denke ich das das die Rechnung korrekt ist .
Möglicherweise ist es eine Näherung für kleine Radiusunterschiede , dann zumindest ungefähr brauchbar .
Hast Du eine Formel für den Radius/ Brennweiten Unterschied (delta f ) aus den Spiegeldaten , Abständen , Kippwinkeln ?
Bei Leonard finde ich nur die Formel fur den Abstand Lichtquelle- Okular beim Ellipsoidaltest .
Gruß Rainer
Hallo Beat
Die Messungen sind mir schon klar .
Die Frage ist wie berechnest Du das Du 63 mm Radiusdifferenz brauchst ?
Mit winspot kann ich das ausprobieren , aber vieleicht hast Du dafür eine Formel ?
Gruß Rainer
Ich habe das jetzt mal mit BEAM4 durchgerechnet. Die Geometrie wurde so gewählt, dass die divergente Punktquelle und der Spiegel auf der Z-Achse liegen. Die Ziel-Ebene liegt bei Z=121.05, Y=992.65. Damit ergibt sich ein Abstand von 1000mm zwischen Lichtquelle und Ziel. Es ist wirklich so, dass der Spiegel nur primären Astigmatismus (Z4) haben muss. Die Zernike-Koeffizienten Z5, Z9, Z10, Z11 und Z12 stehen nach der automatischen Optimierung alle auf Null.
Noch ein paar Erläuterungen dazu:
-- Die Fragezeichen hinter den Zahlen in der *.OPT Datei bedeuten, dass diese Parameter automatisch optimiert wurden.
-- Die Spalte "Til" ist der Kippwinkel in Grad.
-- Die Spalte "Curv" ist der Kehrwert von Krümmungsradius.
-- In der Spalte "Asph" bedeutet die 0, dass es sich um einen sphärischen Spiegel handelt (zu dem dann noch die entsprechenden Zernike-Terme überlagert werden).
-- In der *.RAY Datei beschreiben die Spalten u0 und v0 die Winkel, unter denen die Strahlen loslaufen (nicht in Grad, sondern das ist der Sinus des Winkels), Xgoal und Ygoal sind die vorgegebenen Koordinaten wo die Strahlen ankommen sollen, und Xfinal und Yfinal sind die berechneten Koordinaten wo die Strahlen wirklich ankommen.
Gruß
Michael
Hallo Michael
Das man genau das kriegt was man möchte ist erfreulich .
Beim schnellen Yolo gibt es geringen Trefoil siehe "Primärspiegel für Yolo mit Dreiblatt" .
Entsteht der Trefoil durch die Kippung des parabolisierten Hauptspiegels ?
Gruß Rainer
Hallo Rainer,
Beim schnellen Yolo gibt es geringen Trefoil siehe "Primärspiegel für Yolo mit Dreiblatt" .
Entsteht der Trefoil durch die Kippung des parabolisierten Hauptspiegels ?
Das weiss ich nicht. Du kannst ja probieren das ganze Teleskop mit BEAM4 zu simulieren. BEAM4 ist ein sehr altes Programm und stammt noch aus der Zeit als auf unseren PC's ein Betriebssystem names "DOS" lief. Später wurde das Programm dann auf Java umgeschrieben und seither ist es kostenlos. Die Bedienung ist gewöhnungsbedürftig, aber es gibt eine gute Anleitung und wenn man sich ein paar Tage damit beschäftigt hat, dann weiss man wie das geht.
Gruß
Michael
Hallo Beat,
Leider weiss ich nicht, wie man in diesem Programm eine Punktquelle simuliert. Das wäre für Einzelspiegel in der Testanordung (wie oben) schon sehr praktisch. Vielleicht kann uns da ein Leser helfen. Hans-Jürgen ist in verdienter Pensionierung...
Zu Pointspread kann ich nicht sagen. Aber mit BEAM4 ist es sehr einfach eine Punktquelle zu erzeugen: Options --> Ray Generators --> 2D Circular Uniform Rays --> und da wählt man dann "U,V" aus, was bedeutet dass die Winkel erzeugt werden und X,Y wird als null angenommen.
Die Radiusdifferenz des Sekundärspiegels beim Yolo lässt sich mit Winspot mühsam ausprobieren.
Auch das geht mit BEAM4 sehr einfach. Siehe Screenshot. In der Spalte "Zern4" habe ich jetzt 0 vorgegeben und das Fragezeichen rechts davon entfernt. Das bedeutet, dass dieser Parameter nicht optimiert wird. Stattdessen habe ich noch eine Spalte "Cx" hinzugefügt, das ist die Krümmung des Spiegels in der anderen Richtung (angezeigt wird der Kehrwert des Krümmungsradius). Dann lasse ich die automatische Optimierung laufen, d.h. alle Parameter die mit "?" gekennzeichnet sind werden so optimiert, dass die Strahlen da ankommen (xfinal, yfinal) wo sie ankommen sollen (xgoal, ygoal). Man beachte den kleinen Unterschied zu meinem letzten Screenshot. "Xfinal" großgeschrieben bedeutet globales Koordinatensystem, und "xfinal" kleingeschrieben bedeutet lokales Koordinatensystem für dieses Element. Das hat den Vorteil, dass ich "xgoal" und "ygoal" auf null setzen kann.
Wenn ich die Differenz der beiden Krümmungsradien ausrechne (1/Curv - 1/Cx), dann komme ich auf 60.911mm.
Gruß
Michael
Hallo Beat,
Bei Zernike 4 steht die Zahl -0.0022346 in Deinem Ray Tracing. Was hat diese Zahl für ein Mass (Millimeter, Wellenlägen, PV, RMS etc.)? Bei den Zernikes gibt es auch noch verschiedene Definitonen z.B. "Wyant" . Wie kann ich Deine Zahl einordnen?
Das sind Millimeter. Wie die Zernike-Polynome bei BEAM4 definiert sind steht in der Anleitung in Appendix 3 (in meiner Anleitung ist das auf Seite 137, aber ich bin mir nicht sicher ob ich die aktuelle Version habe). Die Anleitung ist dabei wenn du die Software runterlädst.
Gruß
Michael
P.S. In der aktuellen Anleitung auf Seite 140
P.P.S. Das Z4 Polynom ist definiert als r^2 * cos(2 * theta)
Die astigmatische Verformung des Spiegels ist also: -0.0022346mm * r^2 * cos(2 * theta), wobei r die normierte radiale Variable im Bereich [0 ... 1] ist. Weil der Cosinus einen PV Wert von 2 hat, ergibt sich als PV Wert der Verformung 2 * 0.0022346mm.
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