Sterntest - Fresnel-Ringe intrafokal definierter als extrafokal

    Ich habe mich in letzter Zeit wieder etwas mehr mit dem Sterntest beschäftigt. Dabei ist mir zum wiederholten Male aufgefallen, dass die Fresnel-Ringe in meiner Wahrnehmung und in allen Optiken, die ich mir angesehen habe, intrafokal immer definierter/schärfer begrenzt aussehen als extrafokal. Dieser Unterschied scheint mir ein generelles Phänomen, unabhängig von etwaigen Aberrationen der Optik zu sein. Ich meine auch mich zu erinnern, dazu vor längerer Zeit irgendwo etwas gelesen zu haben. Mit einer Google-Suche konnte ich jetzt aber keine brauchbaren Referenzen dazu finden und ein Blättern im Buch von Harold Suiter hat mich auch nicht weitergebracht.


    Kann jemand etwas zu diesem Phänomen sagen, oder hat idealerweise eine Referenz dazu zur Hand?

    Liegt ev. am (schlechten) seeing oder einer nicht vollständig ausgekühlten Optik.

    Ein optisch perfekter Vollapo oder Premium-Spiegel zeigt eigentlich immer identische Fresnel-Ringe (intra- und extrafokal); so wie bei H. Suiter, Bildbeispiel "perfect optics". (Auch meine Erfahrung).

    Ausgekühlt waren die Geräte aus meiner Sicht eigentlich hinreichend. Das Seeing mag ein Faktor sein, denn es war nur im Bereich 3/5 bis 4/5. Mir ist aber nicht klar, wie der Einfluß des Seeings den beschriebenen Unterschied in der intra- und extrafokalen Fokalposition verursachen könnte.


    Zuletzt ist mir der Effekt an folgenden Geräten aufgefallen:

    - 12" f/5 Spiegel mit 0.96 Strehl (mit PDI gemessen)

    - 8" f/5 Spiegel mit 0.93 Strehl (ebenfalls mit PDI gemessen)

    - Vixen ED81 (kein Vollapo, nur FPL53 Dublet)

    - Skywatcher ED 80 (ebenfalls kein Vollapo, nur FPL53 Dublet)

    Hier als Beispiel der Link zum Sterntests von Tommy Nawratil eines 106/530 Takahashi FSQ, auf dem man den Effekt aus meiner Sicht erkennen kann. Die Fresnel-Ringe sind intrafokal kontrastreicher voneinander abgegrenzt als extrafokal. In diesem konkreten Fall habe ich den Verdacht, dass diese Wahrnehmung hier den Restfarbfehler zur Ursache haben könnte, da ich die grüne (intrafokal) bzw. violette (extrafokal) Restfarbe sehen kann und diese den unterschiedlichen Kontrast der Fresnel-Ringe zu verursachen scheint. Der Tak hat interferometrisch gemessene 0.96 Strehl und Tommy bezeichnet das Ergebnis als "nearly perfekt star test".

    https://4.bp.blogspot.com/-VMgEZXX0esk/VxPI6Mg2iiI/AAAAAAAAFGM/jLmuyEyDnrU8HxAWR_qqHBZbFzW5oOQFACLcB/s1600/106-530_Tak_FSQ_Nr2_Startest.jpg

    106/530 Takahashi FSQ
    106/530 Takahashi FSQ  Sample Nr.2  Takahashi's legendary f/5 4-lenser is a Petzval design apochromat with front doublet and two separat...
    interferometrie.blogspot.com

    Nun ist ein FSQ in visueller Hinsicht nicht optimiert und eher für Foto konzipiert.

    Extrafokal ist hier auch eine deutliche Zone zu sehen.

    Keinesfalls ist der Sterntest hier "nahezu perfekt".

    Extrafokale identische Fresnel-Ringe sind mE nur bei bestem seeing zu sehen, und das auch nur bei visuell optimierten/perfekten Optiken (persönlich nur bei meinen zwei LZOS-Triplets und meinem Intes Micro Mak war das der Fall. Tak FS-152, Meade ED 152, C8, C9.25, 6-8"-China-Newts, etc. zeigten alle einen schlechten Sterntest...)

    Mag sein, dass Takahashi die FSQ-Reihe primär für die fotografische Nutzung vermarktet. In der Praxis ist so ein f/5 Petzval Design für Weitfeldbeobachtungen mit ebenem Bildfeld aus meiner Sicht visuell aber gleichermaßen interessant. Vergleichbare Designs (TeleVue NP101) scheinen ja auch sehr oft zu diesem Zweck visuell verwendet zu werden. Aber das ist eigentlich nur eine Randbemerkung, denn mir geht es nicht um den Tak FSQ, ich habe diesen nur verlinkt, weil der Sterntest den Effekt zeigt, dessen Ursache ich gerne generell verstehen würde.


    Die Annahme, dass nur der Sterntest einer „visuell optimierten“ Optik intra- und extrafokal identische Fresnel-Ringe zeigen kann, finde ich zunächst noch wenig plausibel. Ganz abgesehen davon, dass der Begriff „visuell optimiert“ in meinen Augen auch recht schwammig ist.


    Der FSQ zeigt tatsächlich eine Zone, die Tommy ja auch erwähnt hat. Deren Amplitude beträgt laut Interferogramm gerade mal ca. 1/20 lambda und zeigt sich im Sterntest ja auch recht deutlich und örtlich begrenzt im zentralen Bereich. Also eigentlich genau, wie man es nach Suiter erwarten würde. Mir erschließt sich aber nicht, wie diese Zone ursächlich für den reduzierten Kontrast der Fresnel-Ringe im Außenbereich des extrafokalen Bildes sein könnte. Auch in den Beispielbildern im Suiter, oder in mit Abberator erzeugten Bildern, kann ich so einen Effekt nicht erkennen.


    Auch der Verweis auf das Seeing bleibt für mich erst mal fraglich. Ich würde da gleichermaßen im intra- und extrafokalen Bild Effekte erwarten. Zumindest wenn wir von zeitlich gemittelten Bildern sprechen und nicht zufällig zum Aufnahmezeitpunkt des extra-fokalen Bildes die Seeingeffekte größer waren.

    Nun habe ich noch einmal zum Thema gesucht und bin über Google Books auf einen Absatz aus dem Buch "An Amateur's Guide to Observing and Imaging the Heavens" von Ian Morison gestoßen.


    Hier wird der Seeing-Einfluß als Ursache des Phänomens genannt. Der Erklärungsansatz lautet, dass der Fokus extrafokal auf einem Punkt zwischen dem Stern (also quasi "unendlich") und dem Teleskop liegt. Damit ist es wahrscheinlich, dass der Fokus in der Nähe der turbulenten Luftschichten liegt und der Seeing-Einfluß im extrafokalen Bild daher stärker ausgeprägt ist, als im intrafokalen Bild. Das erscheint mir plausibel.


    Kennt jemand noch andere Quellen zu diesem Erklärungsansatz, oder kann diesen aus eigener Erfahrung bestätigen?


    An Amateur's Guide to Observing and Imaging the Heavens
    books.google.de

    Das ist ein interessanter Lösungsansatz über den es sich nachzudenken lohnt, aber plausibel erscheint er mir im Moment noch nicht.


    Gruß

    Michael


    P.S. Eng damit verbunden ist auch diese Frage: Ist es möglich festzustellen, in welcher Höhe sich die turbulente Schicht befindet?

    Hallo Michael,


    im defokussierten Sternscheibchen kann man durchaus auf verschiedene durchwabernde Strukturen scharfstellen, ich hatte schon mal auf diese Weise die Höhe einer turbulenten Schicht zu ca. 500 m bestimmt. Wo bei hier gilt: je schlechter das Seeing, desto einfacher...


    Frage: könnte es auch am verwendeten Okular und dessen sphärischer Aberration liegen?


    Viele Grüße


    Holger

    :milky_way: 10" f/5 Newton-Bino :comet: 120mm f/5 Achromaten-Bino :hammer_and_wrench: 8" f/8 Jones-Schiefspiegler-Bino

    Sehr interessantes Thema, genau diesen Effekt habe ich auch schon oft festgestellt.

    Ich hab mir das dann immer so erklärt dass es praktisch nur auf die Form des gesamten Bildes der Beugungsringe ankommt, nicht auf die Schärfe.

    Ob und warum das stimmt wäre aber mal interessant.


    Übrigens, wenn man sich mal Fotos von Tests am künstlichen Stern anschaut, sieht man genau diesen Effekt z.T auch.


    CS

    Thomas

    Für reine Spiegeloptiken (Newton, Cassegrain und dessen Derivate) ist die Caustic symmetrisch. Bei einer perfekt korrigierten Optik müssen demnach die intrafokalen und extrafokalen Bilder identisch sein. Roland Christen (Astrophysics) schreibt, dass dies nicht für komplexe Linsenobjektive wie Apos gilt (siehe Notes on Star Testing Refractors und die alte Diskussion dazu Sterntest von komplexen Systemen).


    Bei meinen 24 cm f/4,5 Fünfling mit Strehl 0,98 und 15 cm f/5,6 Reisdobson mit Strehl 0,99 erscheinen die Scheibchen bei hoher Vergrößerung mit Naglerokularen intra- und extrafokal auch sehr nahe am Fokus wie eineiige Zwillinge. Ich habe jedoch auch schon sehr gute Optiken gesehen, die intra/extrafokal merkliche Unterschiede zeigten. Dabei kenne ich beide Richtungen, kann somit deine Beobachtung nicht bestätigen. Fast immer konnte ich es auf die Randkorrektur zurückführen, in selteneren Fällen auf eine Zone innerhalb des Randes.

    - Ein erhöhter Randbereich zeigt intrafokal einen stärkeren Kontrast in den Ringen (unterkorrigierter Rand)

    - Ein abgesunkener Randbereich zeigt intrafokal einen schwächeren Kontrast in den Ringen (überkorrigierter Rand)

    Der Effekt zeigt sich bereits bei kleinen Abweichungen von der Idealkurve.


    Es kann somit gut sein, dass das Interferometer einen Strehl von 0,93 oder 0,96 herausgibt und der Restfehler am Rand ist und schon sieht man Sternscheibchen mit ungleichem Kontrast in den Ringen. Kannst du mal deine PDI Tests deiner beiden Spiegel zeigen? Ich vermute einen, wenn auch leichten, hohen Rand.


    Ein für mich geradezu traumatischer 24" f/4,5 Spiegel zeigte mit 7 mm und 4,8 mm Nagler Okularen intrafokal einen schwächeren Ringkontrast und extrafokal einen stärkeren. Diesen Spiegel habe ich vor kurzem mit 2 verschiedenen Bath Interferometern intensiv getestet und was kam heraus?: Überkorrigierter Randbereich von sage und schreibe 20-35 Nanometern, also unter Lambda/10 auf ca. 20 mm Breite.


    Zitat von Quasarius

    ... dass es praktisch nur auf die Form des gesamten Bildes der Beugungsringe ankommt, nicht auf die Schärfe.

    Doch, symmetrische Fehler wie sphärische Aberration, Zonen, oder Randfehler zeigen intra- zu extrafokal Unterschiede bezüglich Helligkeit und Kontrast in den Ringen an, die Ringe als solche bleiben rund und konzentrisch. Nur unsymmetrische Fehler wie Astigmatismus, Trefoil oder Justiercoma erzeugen Abweichungen von der runden Gesamtform.


    Vorsicht: Spätestens ab f/4 und schneller zeigen selbst die besten Okulare sphärische Aberration, die man nicht dem Spiegel in die Schuhe schieben sollte. Siehe Sterntest-Sphärische Aberration-Schnelle Optiken. Diese Optiken kann man nur ohne jede Zwischenoptik direkt auf dem Kamerachip testen. Am besten einen schwächeren Stern wählen und länger belichten oder stacken, damit sich das Seeing möglichst gut ausmittelt.


    Ich habe auch schon leicht extrakokal gestellt und auf die Luftturbulenzen in der Atmosphäre fokusieren können. Ich kann jedoch nicht nachvollziehen, wie die Turbulenzen den intra- extrafokalen Kontrast in den Ringen ändern soll.

    Vielen Dank für die interessanten Beiträge! Ich habe dadurch wieder viel gelernt, so wie es eigentlich immer der Fall ist, wenn ich hier eine Frage stelle.


    Ich hatte ja eingangs geschrieben, dass ich zu diesem Phänomen irgendwann einmal etwas gelesen habe, mich aber nicht mehr an die Quelle erinnern kann. Inzwischen habe ich den Text aber wieder ausgegraben, es ist der „Star Test Primer“ von Thomas M. Back, den sicher viele von Euch auch irgendwann schon mal gelesen haben:


    http://www.csun.edu/~rprovin/tmb/tmb4.html


    Thomas hat damals geschrieben:


    „Atmospheric turbulence can also cause softening of the contrast in the ring pattern, outside of focus. This is due to focusing on the upper level turbulence. Just another reason to test on nights of good seeing.“


    Leider hat er keine tiefergehende Begründung der Zusammenhänge genannt und auch keine weiteren Quellen referenziert. Da man bei ihm aber wohl davon ausgehen kann, dass er wusste, wovon er sprach, würde ich das zumindest als starkes Indiz werten, dass an der Sache etwas dran ist und das dies meine Beobachtungen zumindest anteilig erklärt.


    Letztlich sollte das ja auch in der Praxis gut durch Sterntests der gleichen Optik bei unterschiedlichen Seeing-Bedingungen überprüfbar sein. Ich werde das auf jeden Fall einmal versuchen.


    Der Hinweis von Stathis bzgl. der Randkorrektur ist auch ein Treffer, wie eigentlich immer bei seinen Diskussionsbeiträgen. Ich habe das PDI Ergebnis vom 12“ f/5 Spiegel noch einmal angeschaut. Es ist bei 20% Glättung deutlich ein erhöhter Randbereich zu erkennen.



    Das PDI Ergebnis vom 8“ f/5 Spiegel konnte ich leider erst mal nicht mehr wiederfinden, aber ich glaube mich da ebenfalls dunkel an einen erhöhten Rand zu erinnern.


    Nun habe ich eigentlich schon oft genug davon gelesen, wie sensitiv der Sterntest ist, aber mangels Erfahrung hatte ich dann irgendwie doch naiv und fälschlicherweise angenommen, dass man oberhalb von 0.95 Strehl nicht mehr allzu viel im Vergleich zu einer perfekten Optik erkennen kann.


    Danke auch für den Hinweis bzgl. möglicher SA durch das verwendete Okular. Ich nutze schon seit geraumer Zeit bei den mittleren und kurzen Brennweiten praktisch ausschließlich die Baader Morpheus Serie, da ich wegen Hornhautverkrümmung mit Brille beobachte. Für Sterntests kommt daher praktisch immer der Morph 4.5, oder das 9er mit der 2.7x Düring Barlow zum Einsatz. Nach der Lektüre des von Stathis verlinkten Threads, halte ich es zwar für unwahrscheinlich, dass die Morpheus bei den entspannten Öffnungsverhältnissen meiner Optiken SA einführen, aber ausschließen kann ich es nicht. Ich werde mir vielleicht für Sterntests zum Vergleich einmal 1-2 gute Plössl oder Orthos zur Verwendung in Kombination mit der 2.7x Düring Barlow holen.


    Danke auch für den Link zum Text von Roland Christen bzgl. des Sterntests von komplexen Linsenobjektiven. Ich werde dann interessehalber mal den ED80 mit Grünfilter testen, um zumindest einen besseren Eindruck der Korrektur im visuell wichtigsten Spektralbereich zu erhalten.


    Zur Frage von Michael: Ich bilde mir ein, ziemlich sicher verschiedene turbulente Schichten bei unterschiedlichen Fokuslagen erkennen zu können. Das beginnt schon damit, dass man bei nicht ausgekühlter Optik das Tubus-Seeing meist klar vom atmosphärischen Seeing trennen kann und auch bei letzterem kann man meist auf unterschiedliche Schichten fokussieren, die sich deutlich in „Strukturgröße“ und Richtung der Turbulenzen unterscheiden lassen.

    Zitat von me42

    Danke auch für den Link zum Text von Roland Christen bzgl. des Sterntests von komplexen Linsenobjektiven.

    Der nicht unbedingt allgemeingültig ist (und ev. für die nicht endgültig korrigierten Öl-Triplets von Astro-Physics gilt...).

    Z. B. meine ehemaligen, noch von Thomas M. Back gerechneten LZOS-Triplets zeigten intra- und extrafokal absolut identische Abbildungen.

    Sein Hinweis auf Orthos (sofern im Abbe-Design) ist wohl korrekt; bei Plössls sieht es schon anders aus...da gibt es jede Menge Schrott, der nichts für einen subtilen Sterntest am Himmel taugt... auch Naglers würde ich nicht unbedingt dafür einsetzen.

    Interessant ist sein Hinweis auf C8; da gab/gibt es tatsächlich perfekte Exemplare...

    Zitat von Stathis

    Für reine Spiegeloptiken (Newton, Cassegrain und dessen Derivate) ist die Caustic symmetrisch. Bei einer perfekt korrigierten Optik müssen demnach die intrafokalen und extrafokalen Bilder identisch sein. Roland Christen (Astrophysics) schreibt, dass dies nicht für komplexe Linsenobjektive wie Apos gilt (siehe Notes on Star Testing Refractors und die alte Diskussion dazu Sterntest von komplexen Systemen).


    Letzteres dürften die plausibelste Erklärung für das eingangs geschilderte Phänomen sein.

    Genauer gesagt liegt es aber nicht an der Komplexität der Optik sondern an einer SA höherer Ordnung die da oft anzutreffen ist.

    Will man mit rein sphärischen Flächen auskommen ist normalerweise immer ein klein wenig SA höherer Ordnung mit im Spiel die sich so nicht vollständig korrigieren lässt und sei sie auch noch so klein.

    Und bei komplexeren Optiken möchte man ja in der Regel mit rein sphärischen Flächen auskommen.

    Das ist hier ja oft auch der Grund warum man den Aufwand überhaupt betreibt.

    Beim MAK ist das zb.


    Man kann vergleichbares wie mit einem MAK auch mit nur 2 optischen Flächen als klassisches Cassegrain erreichen, muss dann aber beide Spiegel retuschieren und kann hier keine Sphären verwenden.

    Beim MAK hingegen kommt man bei allen Flächen mit Sphären aus. Muss dafür aber zusätzlich vorn eine Meniskuslinse zur Korrektur der SA verbauen.

    Diese Korrektur gelingt hier bei SA höherer Ordnung aber nicht ganz perfekt.

    Es bleibt eine kleine Rest SA höherer Ordnung die sich bezüglich Strehl kaum bemerkbar macht, aber im Sterntest bereits deutlich sichtbar ist.

    Und schon haben wir das eingangs beschriebene Phänomen.


    Auch Zonenfehler am Newton stellen ja nichts anderes als SA höherer Ordnung dar.

    Daher kann es bei Zonenfehler auch hier zum eingangs beschriebenen Phänomen kommen. Die Ursache des Phänomens ist also immer eine SA höherer Ordnung die sich selbst bei sehr geringem Ausmaß im Sterntest schon sehr deutlich zeigt.


    Zitat von Stathis

    Vorsicht: Spätestens ab f/4 und schneller zeigen selbst die besten Okulare sphärische Aberration, die man nicht dem Spiegel in die Schuhe schieben sollte. Siehe Sterntest-Sphärische Aberration-Schnelle Optiken. Diese Optiken kann man nur ohne jede Zwischenoptik direkt auf dem Kamerachip testen. Am besten einen schwächeren Stern wählen und länger belichten oder stacken, damit sich das Seeing möglichst gut ausmittelt.

    Also zumindest auf die von mir gerechnete Komakorrigierende Barlow trifft das nicht zu.

    Diese ist extra für derart schnelle Newton ausgelegt und erreicht am F4 Newton einen Strehl von 0,998.


    Grüße Gerd

    Zitat von Gerd-2

    Also zumindest auf die von mir gerechnete Komakorrigierende Barlow trifft das nicht zu.

    Diese ist extra für derart schnelle Newton ausgelegt und erreicht am F4 Newton einen Strehl von 0,998.

    Das freut mich zu lesen, denn dann geht die Idee diese Barlow zukünftig zusammen mit einem Ortho für Sterntests zu verwenden vermutlich in die richtige Richtung. Ich werde mich einmal nach dem 10mm Baader Classic Ortho umsehen, das scheint den Berichten im Netz nach zu urteilen ja hinreichend gut zu sein.

    Ich erlaube mir einen Kommentar, im Grunde eine Wiederholung, und eine Frage:


    Der Sterntest ist enorm empfindlich auf eine abgesunkene (oder angehobene) Kante. Der jeweils hohe gemessene Strehl-Wert bei der Interferometrie verleitet einen dies nicht richtig zu gewichten. Eine solche Kante führt aber zu einem Kontrastverlust. Im Suiter wird dies abgehandelt. Am einfachsten lässt sich natürlich das Ausmass des Fehlers qualitativ erfassen, indem man den Spiegelrand beim Sterntest sukzessive abdeckt bis die Ringe extra- und intrafokal identisch sind.

    In diesem Zusammenhang würde mich interessieren, wie man auf einfache Weise die Dynamik (dB) einer Optik messen kann.


    MIt Gruss, Beat

    Stimmt genau.

    Ich habe eine kleine Kante (up edge), die im IFG den hohen Strehl (rms) zwar nicht beeinflusst, aber im Sterntest nach Suiter marginal extrafokal durch leicht kontrastärmere Fresnel-Ringe sichtbar wird. Dafür braucht man aber sehr viel Erfahrung. Und es ist kosmetischer Perfektionismus ;).

    Visuell und CCD jedoch nicht relevant. Keine Optik ist perfekt... :D .

    Michael, danke für die Bemerkung.


    Ich meine den Signal-Rausch Abstand (SNR) und meine Bezeichnung "Dynamik" ist möglicherweise nicht ganz korrekt. Das kannst Du aber besser erklären.

    Im Suiter wird "scattered light" mit "audio noise" verglichen, was die Sache für mich verständlich macht. Er führt auf wie eine abgesunkene Kante die SNR negativ beeinflussen kann und wie rasch man bei "as bad as 20 dB" ist. Ich kann deshalb Dein Statement , Nauta, es handle sich bei dieser Sache nur um kosmetischer Perfektionismus, nicht nachvollziehen.


    Wie man diese SNR messen kann, würde mich wie geschrieben, interessieren.


    Gruss, Beat

    Hallo Beat,


    Zitat von BeatK

    Der Sterntest ist enorm empfindlich auf eine abgesunkene (oder angehobene) Kante. Der jeweils hohe gemessene Strehl-Wert bei der Interferometrie verleitet einen dies nicht richtig zu gewichten. Eine solche Kante führt aber zu einem Kontrastverlust. Im Suiter wird dies abgehandelt.

    der Kontrastverlust durch eine abgesunkene oder angehobene Kante also eine SA höherer Ordnung spiegelt sich selbstverständlich auch im Strehl wieder.

    Ist der Strehl trotz der abgesunkenen Kante sehr hoch so ist auch deren Einfluss auf den Kontrast vernachlässigbar.

    Wer das nicht glaubt kann sich da auch gerne mal die Kontrastübertragungsfunktion (MTF) dazu anschauen.

    Die MTF leitet sich ja genau wie der Strehl von der PSF ab.

    Strehl und MTF stehen daher in einem Zusammenhang.

    Ist der Strehl hoch so weicht die MTF auch nur geringfügig von der Idealkurve ab.

    Das ist immer so!!!

    Auch bei abgesunkener oder angehobener Kante.


    Man darf sich daher bei sowas vom in dem Punkt überempfindlichem Sterntest und Unterschieden zwischen in und Extrafokal nicht verrückt machen lassen.

    Wenn der Strehl dennoch hoch ist so ist in jedem Fall auch die Kontrastübertragung sehr gut.

    Worauf es wirklich ankommt ist und bleibt der Fokus.

    Im Fokus führt eine abgesunkene oder angehobene Kante zu geringfügig mehr Licht in den Beugungsringen.

    Der Effekt ist aber bei hohem Strehl derart winzig das er schlicht und ergreifend nicht zu bemerken ist und auch keinen spürbaren Einfluss auf den Kontrast hat.


    Natürlich kann eine heftige abgesunkene oder angehobene Kante auch zum Problem werden.

    Dann ist aber auch der Strehl deutlich gemindert.

    Von dem Fall reden wir hier ja aber nicht.


    Fakt ist und bleibt wenn der Strehl hoch ist dann ist in jedem Fall auch die Kontrastübertragung sehr gut.

    Daran ändert auch eine geringfügig abgesunkene oder angehobene Kante die zu einem geringfügig geminderten Strehl führt nichts.

    Auch wenn das Ganze im Sterntest wesentlich schlimmer aussehen mag.


    Grüße Gerd

    Eine leicht angehobene Kante ist typisch für LZOS Triplet Objektive...weil nicht anständig vor der Mittagspause oder vor dem Feierabend poliert wurde...und Machorka und Vodka lockten... :).

    (Optik-Arbeiter sind meist keine Amateur-Astronomen...)

    Dennoch sind die Strehl-Werte dieser Objektive meist >0.98.

    (Man verzeihe mir den Sarkasmus... ;) )

    Hallo Gerd


    Deiner Aussage "Der Kontrastverlust durch eine abgesunkene oder angehobene Kante also eine SA höherer Ordnung spiegelt sich selbstverständlich auch im Strehl wieder" ist theoretisch sehr wohl zuzustimmen.


    Nun messen wir den Strehl in der Regel mittels Interferometrie und bei der Auswertung sind den Zernike Koeffizienten z.B. bei DFTFringe eine obere Grenze gesetzt. Ich weiss nicht ob eine schmale abgesunkene oder angehobene Kante dabei wirklich erfasst wird, weil die entsprechende SA unter Umständen eine zu hohe Ordnung hat.


    Ich vertraue einfach dem Abschnitt von Suiter. Eine abgesunkene Kante macht Streulicht und kann eine Rolle spielen, wenn man z.B. ein schwaches Objekt neben einem hellen beobachtet. Er verweist dabei nicht auf den Strehl, sondern wie gesagt auf den SNR. Ich decke eine noch so schmale abgesunkene Kante unter Kontrolle mit dem Sterntest immer ab. Es ist ja nicht kompliziert. Ich gehe dabei auf sicher, verliere ganz sicher nichts.


    Meine Frage bleibt: gibt es eine einfache Methode um Streulicht zu messen: wahrscheinlich nicht...


    Gruss, Beat

    Hallo Beat,


    Zitat von BeatK

    Nun messen wir den Strehl in der Regel mittels Interferometrie und bei der Auswertung sind den Zernike Koeffizienten z.B. bei DFTFringe eine obere Grenze gesetzt. Ich weiss nicht ob eine schmale abgesunkene oder angehobene Kante dabei wirklich erfasst wird, weil die entsprechende SA unter Umständen eine zu hohe Ordnung hat.

    DFTFringe kann mithilfe der FFT Auswertung selbst kleinste Fehler sehr genau erfassen.

    Dazu musst du dir nur mal die Wellenfrontkarte ansehen die hier im Thread weiter oben gepostet wurde.


    https://www.astrotreff.de/index.php?attachment/22221-dftscreen-jpg/


    Der hochgezogene Rand wird da sehr gut und detailreich auch in 3D dargestellt.

    Auch in der darunter liegenden Profilansicht ist er sehr gut zu erkennen.

    Und der ausgewiesene Strehl basiert nun mal auf dieser Wellenfront und darum ist natürlich auch der hochgezogene Rand genau wie der zentrale Berg im Streh berücksichtigt.

    Natürlich gibt es wie bei jeder Messung eine Messungenauigkeit.

    Bei sorgfältiger Vorgehensweise würde ich die aber eher in der 3.Nachklommastelle sehen.


    Zitat von BeatK

    Ich vertraue einfach dem Abschnitt von Suiter. Eine abgesunkene Kante macht Streulicht und kann eine Rolle spielen, wenn man z.B. ein schwaches Objekt neben einem hellen beobachtet

    Wie schon geschrieben kann eine abgesunkene Kante natürlich auch in einem Ausmaß vorliegen das zum Problem wird.

    Dann ist aber der Strehl auch deutlich gemindert.


    Zitat von BeatK

    Meine Frage bleibt: gibt es eine einfache Methode um Streulicht zu messen: wahrscheinlich nicht...

    Ich mag den Begriff Streulicht in Verbindung mit einem abgesunkenen oder angehobenen Rand nicht.

    Streulicht ist für mich Licht deren Quelle in einer ganz anderen Richtung liegt und das zb. über eine nicht geschwärzte Fase am Rand eines Spiegels in die Bildebene gelangt.


    Wenn du mit Streulicht eine vom Ideal abweichende Energieverteilung in der PSF meinst also das was zb. auch ein abgesunkener oder angehobener Rand bewirkt.

    Doch das geht schon.

    Die Beugungsfigur im Fokus also die PSF kann man ja darstellen und dann kann man auch die Energieverteilung bestimmen.

    Als Parameter wäre hier die EER zu nennen.

    Das ist die im Beugungsscheibchen eingeschlossene Energie.

    Anhand der EER lässt sich natürlich auch der Einfluss einer abgesunkenen oder angehobenen Kante erkennen.

    Wie man die EER relativ einfach messen kann hat Kurt hier mal gezeigt.


    Thema
    Messung der Wirkung von Rauhigkeit
    Optisch raue Flächen sind soo böse, dass man sich da gar kein Bückelchen oder sonstwie verborgenes leisten kann, so glauben vielleicht viele. Wenn man die „mittlere“ Rauhigkeit kennt , kann man sehr simpel mit einem Taschenrechner ausrechnen wie „böse“ Rauhigkeit tatsächlich ist. Angenommen eine sonst fehlerfreie Oberfläche habe eine mittlere Rauhigkeit von PMS =1/10 lambda Wellenlänge, dann zieht das den Strehl herunter ungefähr ziemlich genau:

    Strehl = e -(exp 2*pi*0,1)² = 0,67.

    <b>Nachtrag 30.…
    Kurt


    Noch ein paar wichtige Anmerkungen zur EER.

    In einer idealen PSF fallen rund 84% des Lichts in das Beugungsscheibchen, der Rest also rund 16% landet in den Beugungsringen.

    Dass muss man natürlich wissen und berücksichtigen.

    Die Referenz sind also diese 84%.

    Die EER ,das R steht für Ratio also ein Verhältnis ist also das Verhältnis der Energie die tatsächlich im BS landet zum theoretischem Ideal von 84%.

    EER 1 also perfekt wäre also 84% zu 84% = 1.

    Lenkt ein Fehler wie eine abgesunkene oder angehobene Kante zusätzlich Licht aus dem BS so kann man das an der EER genau wie am Strehl erkennen.

    Der Strehl ist ja auch ein Verhältnis, eigentlich heißt er ja auch Strehl Ratio SR.

    Im Gegensatz zur EER bezieht er sich aber auf den Maximalwert der PSF.


    Grüße Gerd

    Zitat

    DFTFringe kann mithilfe der FFT Auswertung selbst kleinste Fehler sehr genau erfassen.

    Dazu musst du dir nur mal die Wellenfrontkarte ansehen die hier im Thread weiter oben gepostet wurde.

    Hallo Gerd


    Ich weiss nicht, ob Du selber auch DFTFringe benutzest. Das Programm rechnet einen Strehlwert aufgrund der Zernike Koeffizenten, welche bei der Analyse der Interferogramme bestimmt wurden. Die FFT ist dabei nur ein (gutes)Tool.


    Damit "kleinste Fehler" erfasst werden müssen (wie erwähnt) die Koeffizienten bis zu einer hohen Ordnung berücksichtigt werden.


    Wenn ich die obige "Wellenfrontkarte" anschaue, sehe ich, dass der Gaussian Blur auf 20% eingestellt ist. Bei 300mm Spiegeldurchmesser gibt das 60mm. Auf diese Weise werden kleine Fehler aus geglättet, d.h. entgehen der Analyse. Ich stelle den Blur möglichst tief ein bis ich in den Bereich komme, wo die Artefakte zu stören beginnen. Man sieht dann auch, wo die spatiale Auflösungsgrenze ist. Bei einer wenige mm messenden anomalen Kante kommen wir in diesen Bereich.


    Die von Dir erwähnte Graphik zeigt den angehobenen Randbereich. Die Akuität einer solchen Anomalie kann aus genannten Gründen sehr wohl unterschätzt werden, wenn sie nur wenige mm beträgt.


    Nicht umsonst greift Suiter auf die SNR zurück. Hast Du das Kapitel gelesen? Ich finde es schlüssig.


    Danke für den Link von Kurt. Werde es studieren. Ein anderer wäre noch der Marathon Thread über den Lyot Test, der bei dieser Diskussion auch einen Stellenwert haben könnte. Ich kann den Link allerdings nicht herstellen.


    Ich interpretiere es so, dass die Optiken von "Me 42" Refraktoren sind mit abgesunkener Kante. (Beim Refraktor ist der Sterntest intrafokal schärfer, beim Spiegel umgekehrt). Dass die Optik abgesehen davon gut ist, zeigt der hohe Strehlwert. Wir können daher davon ausgehen, dass die Kante und nicht etwas anderes der Grund dafür ist, dass die Fresnel Ringe "intrafokal immer definierter/schärfer begrenzt aussehen als extrafokal". Prinzipiell vernachlässigbar ist das für mich nicht.


    Gruss, Beat

    Hallo Beat,


    Zitat von BeatK

    Ich weiss nicht, ob Du selber auch DFTFringe benutzest. Das Programm rechnet einen Strehlwert aufgrund der Zernike Koeffizenten, welche bei der Analyse der Interferogramme bestimmt wurden. Die FFT ist dabei nur ein (gutes)Tool.

    im Falle der FFT Analyse wird umgekehrt ein Schuh draus.

    Die FFT Analyse ist aber etwas völlig anderes als die klassische Streifenauswertung und sie kann auch hochkomplexe und auch auf sehr kleine Bereiche beschränkte Fehler sehr präzise erfassen.

    Kurt hat den Unterschied hier mal eindrucksvoll gezeigt.


    Beitrag
    RE: Prüfung eines 6“ Mac.- Cass. Fabr. Quantum
    Erst einmal vielen Dank für eure Würdigung meiner Messorgie.

    (==&gt;) Kai,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">…Vielleicht lässt sich daraus ein Erfahrungsschatz für verschiedene Fälle zusammentragen?...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Gute Idee! Ich hab ja Messreihen mit div. Optiken hier im Forum verstreut. Die werde ich gerne l zusammentragen und auf Streuung…
    Kurt

    https://www.astrotreff.de/upload/Kurt/20120305/Bi19.jpg


    Der Unterschied zeigt sich natürlich auch beim Strehl.


    Wie du siehst kann die FFT Analyse auch schmale Fehlerbereiche hervorragend erfassen.

    Wer noch einen draufsetzen möchte der kann auch einzelne Bereiche noch mal genauer unter die Lupe nehmen.

    Hier mal eine Sub Apertur Auswertung von einem Bereich mit 5mm Durchmesser von Kurt.


    https://forum.astronomie.de/attachments/beispielx-jpg.27293/


    Man beachte die Maße der präzise erfassten Welle.


    Zitat von BeatK

    Nicht umsonst greift Suiter auf die SNR zurück.


    Bei allem Respekt vor diesem Werk aber in einigen Punkten ist es nicht mehr ganz auf der Höhe der Zeit.

    Das Buch von Suiter ist aus einer Zeit wo leistungsfähige Computer und FFT Analyse nicht verfügbar waren.

    Zu der Zeit hatte man noch oft mit Foucault Test gearbeitet und so natürlich sehr schmale Zonenfehler nicht erfassen können.


    Grüße Gerd

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