Planspiegel Testen

  • Hallo Interessierte


    Vor Jahren hatte ich eine sehr gute Referenzsphäre und habe mehrere Planspiegel gemacht. Die Testmethode hatte ich Texereau entnommen (S. 116/117). Es handelt sich um den Ritchey-Common Test, den ich damals nur mit Foucault durchführen konnte. Den grössten Planspiegel (250mm) habe ich aluminisieren lassen und teste damit Teleskope. Nun möchte ich mal wissen, wie gut er wirklich ist. Die Referenzsphäre steht mir nicht mehr zur Verfügung. Ich hatte aber einmal den Plan einen Tri-Schiefspiegler zu bauen und hatte einen 300er Primärspiegel fertiggestellt. Ich habe ihn nach 30-jähiger Lagerung hervorgeholt und interferometrisch mittels PDI getestet: Parabolspiegel 1:12 mit Strehl 0.987. Der ist ja bestens als Referenzspiegel geeignet, um meine Planspiegel interferometrisch zu evaluieren! In DFTFringe kann man den Wellenfrontfehler des Referenzspiegels abrechnen, wenn es überhaupt nötig wird.


    Abgebildet sind die Testkonfiguration, Foto der Spiegel (Referenz 300mm, Plan 250mm) und des neu (aus „Edelschrott“) gebastelten „multipurpose“ Testers (hier mit PDI und Kamera).




    Punktquelle ist eine rote Laserdiode. Die Interferometrie erfolgt mittels PDI Plättchen von Michael Koch. Im selben Fokus kann mit einem Okular, alternativ mit einem rotierbaren Foucault Slitless-Tester evaluiert werden.


    DFTFringe kann nur kreisrunde Öffnungen analysieren. Deshalb muss eine Blende vor dem Referenzspiegel platziert werden. Bei Texereau beträgt der Winkel zwischen Referenz- und Planspiegel 45 Grad. Damit muss die Blende einen Durchmesser von 250 mm x cos 45 haben. Das sind 177mm.


    Nun habe ich festgestellt, dass es nicht so einfach ist, den Winkel genau einzuhalten. Hingegen kann er sehr einfach und recht genau bestimmt werden:


    Ohne Blende wird die Punktquelle elliptisch abgebildet (li)



    Der Winkel ergibt sich als arcsin aus dem Verhältnis von kleinem zu grossem Durchmesser (Pixel-genau z.B. in Fitswork). Das bringt mich auf die Idee, später auch grössere Winkel zuzulassen. Auf diese Weise könnte ich den 250 er Planspiegel bis etwa 200 mm ausmessen.


    Meine „Plan“-Spiegel sind für die Autokollimation vorgesehen und müssen damit nicht ganz plan sein. Sie haben einen Krümmungsradius, der beim Foucault Test der Ritchey-Common Anordnung einfach bestimmt werden kann. Es ergibt sich bei mir eine astigmatische Differenz von 4.4 mm und es errechnet sich ein konkaver 250 mm Spiegel mit ROC von knapp 40 Km (vgl. dazu Texereau genannte Seiten).


    Ein gewisser Nachteil ist, dass man den Rest-Astigmatismus der Konfiguration nicht bestimmen kann, wenn der Planspiegel nicht ganz plan ist. Für meine Zwecke spielt dies aber keine Rolle.


    Auswertung erster Igramme mit Blende (Bild oben rechts) in meiner Ritchey-Common Konfiguration ergeben beim genannten Durchmesser von 177mm einen Strehl von 0.97. Beim Subtrahieren der Wellenfront des Referenzspiegels gibt es Strehl von 0.96. Da kann wohl etwas nicht stimmen. Ich vermute einen Kollimationsfehler.


    Ein Hinweis darauf gibt das untenstehende Foucault Bild mit einem exzentrischen kleinen Hügels. Dieser dürft im Zentrum angesiedelt sein, wie wir es aus Erfahrung beim Spiegelschleifen kennen. Links das fotographierte Foucault Bild, rechts das von DFTFringe errechnete. Ich finde den Vergleich immer wieder faszinierend.



    Ich werde genauer kollimieren müssen.


    Es gibt noch andere Fragen:


    Darf bei der Analyse der "Double Pass" des Planspiegels berücksichtigen werden und fringe space in DFTFringe auf 0,5 gesetzt werden? Ich habe aktuell 1 gewählt.


    Mit der Ritchey-Common Konfiguration wird vom Planspiegel ein elliptischer Ausschnitt erfasst. Kann man auf den ganzen Spiegel schliessen, wenn man ihn rotiert und wiederholte Messungen macht?


    Darf man überhaupt aufgrund der Resultate der Wellenfrontanalyse auf die Oberflächenfehler des auszumessenden Planspiegels schliessen?


    Danke für jeden Kommentar und Gruss

    Beat

  • Hallo


    Den Astigmatismus des Planspiegel bekommst du ja über drehen und die Schnittweitendifferenz errechnet.


    Sonst meine ich, die Fehler des Planspiegel werden in der wagerechten Verstärkt, mit dem Faktor 1.4 und das gar doppelt? Eine Quantifizierung schlecht möglich.

    Das müsste sich aber aufheben wenn du die Elypse per Bildbearbeitung Rund zerrst.... Was immer dann mit den Fehlern durch Referenz passiert, abzug fällt dann schwer?


    Nun ist dir der Radius und der Astigmatismus des Planspiegel egal, das hätte man ermitteln können,

    Bleiben die Beulen, aber die sind eben schlecht in der Höhe definierbar, etwas unklar wie die Schräglage es verstärkt, es geht ja um den Oberflächenfehler, für den Wellenfrontfehler wäre es egal wenn der Spiegel auch in dem Umlenkwinkel genutzt wird wie gemessen wurde.


    Gruß Frank

  • Hallo Beat,


    Darf bei der Analyse der "Double Pass" des Planspiegels berücksichtigen werden und fringe space in DFTFringe auf 0,5 gesetzt werden? Ich habe aktuell 1 gewählt.

    ja - wird auf den Wert 0.5 gesetzt



    Mit der Ritchey-Common Konfiguration wird vom Planspiegel ein elliptischer Ausschnitt erfasst. Kann man auf den ganzen Spiegel schliessen, wenn man ihn rotiert und wiederholte Messungen macht?

    ist mir nicht ganz klar, was Du meinst

    • in der Stellung 0° und 180° bei einer 45 Grad-Stellung kannst Du die ganze Referenzsphäre (kreisrund) bestimmen
    • in der Stellung 90° und 270° bei einer 45 Grad-Stellung veränderst Du den Ausschnitt (super Ellipse)
    • mit kreisrunden Fangspiegeln geht das besser


    Darf man überhaupt aufgrund der Resultate der Wellenfrontanalyse auf die Oberflächenfehler des auszumessenden Planspiegels schliessen?

    Angenommen der Planspiegel ist perfekt, dann müsstest Du genau den Wert der Referenzsphäre messen können.

    Ist die Referenzsphäre wirklich gut - lässt sich meiner Meinung in der Umkehrung sehr wohl auf die Qualität des Fangspiegels schliessen.


    Bei meinem 140er Fangspiegel habe ich ja aufgrund der Zeit - der 24er Dobson muss auch noch mal fertig werden - die drei 8 Zoll Scheiben erst einmal eingemottet. Ich bin schon mal auf Deine weiteren Berichte gespannt. Das Thema finde ich sehr interessant.


    viele Grüße

    René

  • ist mir nicht ganz klar, was Du meinst

    • in der Stellung 0° und 180° bei einer 45 Grad-Stellung kannst Du die ganze Referenzsphäre (kreisrund) bestimmen
    • in der Stellung 90° und 270° bei einer 45 Grad-Stellung veränderst Du den Ausschnitt (super Ellipse)
    • mit kreisrunden Fangspiegeln geht das besser

    Hallo


    er hat aber eine Runde Planglasscheibe, die sieht im 45grad Winkel elyptisch aus.


    DFT kann nur Runde Spiegel,

    werte doch mal mit openfringe aus, das kann Ellipsen, und vergleiche das

    ich weiß nicht ob die Programme für 45grad Anordnung die richtige Formel haben, man kann ja nirgens den Winkel angeben, die Auswirkungen des Winkels sind für x und y Achse sind ja doch verschieden,

    eigentlich müsste man für die X Achse den Zernikes einen Korrekturfaktor geben und dann aus den umgerechneten Zernikes die Auswertung machen???

    Da brauchst du einen richtigen Zahlenverdreher, Michael Koch müsste das erklären können.


    das Focaultbild hilft nicht wirklich, dort kann man den Kontrast beliebig aufdrehen das Bild selbst gibt keinen Aufschluß über die Höhe des Fehlers, man sieht nur ob es plus oder Minus ist.


    gegen eine Wasserfläche, falls sich der Tester in die Senkrechte verbiegen lässt? da die Wasserschicht dick genug sein muss, damit sich die Oberflächenspannung nicht auswirkt, braucht man dann aber einen Laser mit genug Kohärenzlänge, das sollte reichen um zu verifizieren welche Korrekturfaktoren es für Richi Common Aufbau braucht.


    im normalem ungeknicktem Aufbau, erfasst man ja den Wellenfrontfehler der Prüfsphäre, stimmt die Prüfspähre zeigt es den Fehler des Planspiegels, mit doppeltem Fehler, gbt man ja entsprechen 0,5 Wave fringeabstand an.

    der Oberflächenfehler ist in dem Fall 0,5x Wellenfrontfehler, im geknicktem Aufbau wird das aber anders sein


    Gruß Frank

  • Hallo Beat,


    da ich auch in Sachen Planspiegel mal aktiv werde, habe ich mir den Thread von Matze nochmals durchgelesen. Fazit war wohl, dass der RC-Test

    mit dem Bath nicht das gelbe vom Ei ist, bzw. fehleranfällig. Warum und wieso, habe ich noch nicht genau verstanden und leider habe ich selbst noch keine praktische Erfahrung darin. Aber ich denke, es könnte für Dich hilfreich sein diesen Thread zu studieren.


    Neue Wege - 7 Zoll Planspiegel - Seite 2 - Das Teleskop-Selbstbau Optikforum - Astrotreff - Die Astronomie und Raumfahrt Community


    Ab Beitrag 48 ff.


    Bin mal gespannt, welche Schlüsse Du ziehst und wie es bei Dir hier weitergeht


    (Im Zweifel scheint mir der Rayleight-Wassertest auch machbar zu sein 1972JBAA...83...10P Page 10 (harvard.edu). Beiträge im Astrotreff zu dieser Methode habe ich leider noch keine gefunden. Es könnte sein, dass der Kontrast recht niedrig ist und man es dann nicht gut auswerten kann).


    Schöne Grüße

    Gerhard

  • Danke für Eure Kommentare Frank, René und Gerhard


    Ich stelle fest oder ziehe momentan folgende Schlussfolgerungen:


    Ein Planspiegel kann gut mit Hilfe des RC Testes hergestellt werden, wenn man den Fortschritt der Arbeit mit Foucault kontrolliert. Einen evt. Krümmunsradius kann man damit genau berechnen. Für die quantitative Endevaluation der Fläche ist der Foucault hingegen nicht geeignet.


    Mit Interferometrie in RC Anordnung misst man nur die Wellenfront. Man kann daraus keine quantitativen Rückschlüsse über die Oberflächenfehler des Planspiegels ziehen. Fringe space bleibt damit auf 1, nicht 0.5. Via perfekten Planspiegel könnte die Referenzsphäre analysiert werden, aber nicht umgekehrt.


    Das Bath Interferometer scheint nicht gut geeignet. Ich habe keins. Mit dem PDI von Michael habe ich aber gut auswertbare Igramme. Leider kann DFTFringe nur kreisförmige Öffnungen verwerten. Das Ausleuchten des ganzen Spiegels ist daher nicht möglich. Wenn ein Ritchey-Winkel um 50 Grad gewählt wird, sind es aber immerhin etwa 77 %.


    Bei meinen langen Brennweiten gibt es wahrscheinlich kaum relevante Probleme mit der Parallaxe und dem unterschiedlichen Einfallswinkel auf den Planspiegel im double pass. Ich weiss das allerdings nicht zu rechnen.


    Bruce Griffith schreibt mir nach meiner Frage zur quantitativen Analyse des Planspiegels : „Details (including the need to test with at least 2 configurations) of the method of converting from wavefront error to surface error in the Ritchey-Common test are descibed in“:


    https://www.jeos.org/index.php/jeos_rp/article/viewFile/14053/1281


    Das ist schon etwas „chinesisch“ für mich aber das Prinzip kann man im Paper gut verstehen. Zygo kann Ellipsen auswerten. Wie die 2 Konfigurationen (unterschiedlich RC Winkel) konkret ausgewertet werden müssen, kann ich dem Artikel nicht entnehmen. Kann jemand helfen?


    Meine Wellenfrontresultate werde ich noch mitteilen. Muss die Messung wegen einem dummen Fehler wiederholen.


    Gruss, Beat

  • Hallo


    Im RC TEST Null ist auch Null

    Ich kann mir nicht vorstellen das der Oberflächenfehler mehr wie Faktor 2 schlechter ist wie ihn die Software auswirft


    Gegen eine Superduper Referenzsphäre oder doch Parabol? müsste man den Planspiegel in Autoklimation testen können, da muss ein Loch drin sein, gut du könntest da die Fehler abziehen, ein Cassegrain Spiegel?


    Gruß Frank

  • in der Interferometry Mailing Liste wurde es hier: https://groups.io/g/Interferometry/topic/21946602 schon mal diskutiert.

    Ed Jones hat auch einiges geschrieben und gefilmt:

    zum Rayleigh water test https://www.cloudynights.com/i…st/Raleigh_water_test.pdf

    und https://opticaleds.com/atm/mak…lat-using-the-water-test/ und https://opticaleds.com/atm/the-raleigh-water-test-for-flats/ und

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    die benötigte grosse Kollimationslinse kann eine Fresnel Linse aus Kunststoff sein, zB aus einem alten Folienprojektor oder Röhrenbeamer. Vor ein paar Jahren hatte ich deswegen einen Mailverkehr mit Ed.


    Eins meiner vielen Projekte für die zukünftige Rente, da leider zeitintensiv...


    CS, Markus

  • Hallo Markus,


    ja genau, das ist der Test. Leider finde ich in dem Beitrag kein Foto der Streifen, um diese mal testweise auszuwerten. Der Kontrast ist recht niedrig,

    und das könnte ein Hinderungsgrund sein. Ehe ich mich an den Bau einer solchen Kiste mache, würde ich das zunächst wissen wollen. Ausserdem.

    ist mir nicht klar, ob die vorgeschaltete Linse nicht doch auch die Streifen verzerrt. Ein gewöhnliche Lupe zeigt doch auch Randverzeichnungen. Da werden dann gerade Streifen gekrümmt dargestellt (Bildfeldwölbung?). So ganz klar ist mir die Sache nicht. Andererseits wird dieser Test doch wohl,

    als gangbarer Weg immer wieder vorgestellt.


    Schöne Grüße

    Gerhard

  • Grund für die Kollimation ist die Vermeidung des Cosinus Fehlers. Man schaut quasi immer senkrecht auf den Spiegel, durch den sonst schrägen Blick würden sich die optischen Pfadlängen ändern und das ändert wirklich die Streifen... Die Verzerrung der Streifen durch die optische Abbildung auf der Achse ist unbedeutend.


    CS, Markus

  • Ich habe also meinen 10 Zoll Planspiegel an der abgeblendeten 12 Zoll Referenzsphäre mit der RC Methode gemessen. Mit einem Winkel von 49.3 Grad konnte ich immerhin 7 Zoll des Planspiegels ausleuchten. Die Aufnahme der Interferogramme mit dem PDI war durch Erschütterungen etwas erschwert und ich musste damit bis Mitternacht warten. Ich habe über 100 Igramme aufgenommen und dann die ausgewählt, welche nicht verschmiert waren, d.h. etwa ¼ davon.


    Abgebildetes Resultat nach Abzug der Wellenfront der Referenzsphäre (Strehl 0.99). N.B. kein relevanter Einfluss der Differenzbildung auf den Wellenfrontfehler.


    Fazit für mich: Ich kann den 10 Zoll Planspiegel gut für die Autokollimation bis zu mindestens 7 Zoll Öffnung wie bisher gebrauchen, glaube ich. Nicht zulässig ist ein quantitativer Rückschluss auf die Oberflächenfehler des Prüflings.


    Fazit für Interessierte: Der Ritchey-Common Test ist einfach auszuführen. Wenn man einen noch grösseren Winkel (z.B. 60 Grad) wählt, kann man über 80 Prozent eines Planspiegels mit DFTFringe testen.

    Wenn der Oberflächenfehler des Prüflings evaluiert werden soll, braucht man zwei Messungen mit verschiedenen Winkeln. Die Grösse der Fläche richtet sich dann natürlich nach dem kleineren Winkel. Die Auswertung der entsprechenden Resultate bedarf wohl einer Software, die mir nicht zur Verfügung steht.


    Gruss, Beat

  • Hallo Beat,


    96% sind für einen Referenz-Planspiegel noch nicht überragend gut.

    Brauchbar: Ja. Aber auf 1% kannst du damit den Strehl der zu prüfenden Optik nicht bestimmen.

    Hinzu kommt: 7 Zoll von 10 Zoll sind auch nur die halbe Fläche. Was ist mit dem Rest?

    Vor allem hat dein Referenzspiegel rotatorische Zonen. Damit kann man sie durch Dehen und Mitteln nicht ganz weg bekommen.

    Und wenn man kleinere Optiken testen will: die Zonen bzw. Wellen im gewählten Ausschnitt könnten noch schlechter als 96% sein.

    Gerade nahe dem Zentrum ist eine hässliche Ringzone.


    Ich mache gerade 2 Planspiegel 270mm und jeder hat nun im Test gegen eine 99% Referenzparabel 97% Strehl in jeder Lage ohne "Doppelpass"-Einstellung.

    Somit hat vermutlich jeder Spiegel wurzel(0.97/0.99) = 0.99 Strehl.

    Das wäre meine Zielvorstellung, aber besser wäre natürlich auch nicht schlecht. Vor allem sollten keine rotatorischen Zonen da sein.


    Ich messe immer elliptisch, d.h. horizontal erfasse ich etwa den gesamten Durchmesser, vertikal nur 70%.

    D.h. ich muss mehrere Stellungen messen. Ist jede Messung bei 97% schließe ich auf einen Gesamt-Strehl von 97%.

    Vor allem dann, wenn in keiner Lage irgendwelche "Ohren" hochstehen und kein Asti messbar ist. Dann ist es nämlich rotatorisch i.O.

    Ein gleichbleibender x-Asti (< 0.1 waves) wäre nur eine geringfügige Krümmung und damit noch akzeptabel.


    Einen dieser Spiegel werde ich zum Prüfglas machen, d.h die Rückseite klar polieren.

    Damit prüfe ich beide Spiegel im Kontaktverfahren gegeneinander. Dann kommt die ganze Wahrheit zum Vorschein.

    Damit könnte man auch deinen Spiegel, wenn er denn unverspiegelt wäre, im Kontaktverfahren gegenprüfen.

    Das Verfahren habe ich noch nicht getestet. Einen hellen Laser habe ich, also sollte es gehen. Überraschungen kann es immer geben.

    Aber es geht vermutlich nicht gegen einen verspiegelten Prüfling. Und wie soll man das Prüfglas aufschieben, ohne Kratzer zu produzieren?

    Das halte ich für aussichtslos, auch wenn man mit Distanzplättchen aus Kunststoff o.ä. arbeitet. Die müssen ja extrem dünn sein (Folie?).


    Ich habe auch im Moment einen Granit-Polierer 250mm Durchmesser, der fantastisch arbeitet.

    Wenn du also den Spiegel noch mal nacharbeiten willst, dann kommst du vorbei (hier gegenüber gibt es eine Ferienwohnung) und wir machen es.

    Du entscheidest, ob es das Risiko Wert ist. Mindestens kann dein Spiegel problemlos in meinem Setup getestet werden. Dann hast du eine 2. Meinung.


    Der RC-Test ist meiner Meinung nach der beste Test während der Herstellung des Planspiegels.

    Es geht in einer Stunde. Und man sieht praktisch alle Fehler. Aber der Spiegel muss im Messraum ausgekühlt sein (>4h) , wenn man auch Asti messen will.

    Mit dem Rayleigh Water test habe ich es erst gar nicht versucht.


    besten Gruß

    John

  • Hallo John


    Ich bin mittlerweile nicht mehr ganz in der Materie drin, aber danke für Dein Feedback. Folgendes habe ich noch im Kopf:


    Mein Planspiegel wurde auch nicht in "Doppelpass" ausgewertet, er dürfte also auch "besser" sein. Wir können allerdings bei der RC Prüfmethode dieses Resultat nicht für bare Münze nehmen! Das habe ich wiederholt versucht klarzustellen. Dafür bräuchte es zwei Messungen in 2 verschiedenen Winkeln. Vgl.

    J. Europ. Opt. Soc. Rap. Public. 9, 14053 (2014) www Ritchey–Common test for a 1.5 m–diameter flat mirror

    (wenn Du nicht zum Artikel kommst wegen "Paywall" kann ich ihn Dir schicken.)


    Ich brauche den Spiegel nicht in der vollen Öffnung. Dass die Zonen trotzdem eine Rolle spielen können, da hast Du recht. Die Zonen gehen aber in der Autokollimation nur zur Hälfte ins Resultat. Und: wenn ich eine dezentrale Fläche des Planspiegels zum Testen eines Teleskops in AK brauche, gibt es bei mir dieselben Resultate. Das spricht gegen eine relevante Auswirkung der Zonen.


    Die Methode der Wahl zur Vermessung einen Planspiegels ist natürlich Dein Vorgehen mit zwei Gläsern. Berichte dann doch über die Resultate.


    Mit Gruss, Beat

  • Hallo Beat,


    ach so, das Ergebnis kommt "ohne Doppelpass"-Einstellung auf 96% Strehl. Dann ist es ja sehr viel besser als ich dachte.


    Interessanterweise verhält es sich mit Openfringe so (ich verwende immer noch Openfringe, ich finde es einfach gut):


    wenn ich ein I-Gramm "ohne Doppelpass" , also 1 wave Linienabstand, auswerte und ich z.B. 96% erhalte und werte es danach noch einmal "mit Doppelpass" (0.5 waves Abstand) aus, dann erhalte ich 99% Strehl. Also die Differenz zu 1 wird nicht halbiert - wie ich intuitiv dachte - sondern geviertelt. Anscheinend sinkt der Strehl mit dem Quadrat des Wellenfrontfehlers (bei kleinen Abweichungen von der ideal glatten Wellenfront, ich meine damit in der Nähe von Strehl=1 ). Kann das jemand bestätigen? Ist das Verhalten von Openfringe in dieser Hinsicht bei Einstellung 0.5 waves korrekt?


    Dann hätte dein Spiegel ja auch 99% Strehl und das ist ja schon sehr gut. Ich habe auch kaum mehr bis jetzt.


    besten Gruß

    John

  • Hallo John,

    Anscheinend sinkt der Strehl mit dem Quadrat des Wellenfrontfehlers (bei kleinen Abweichungen von der ideal glatten Wellenfront, ich meine damit in der Nähe von Strehl=1 ). Kann das jemand bestätigen?

    Ja, genau so. Näherungsweise gilt: Strehlverlust = (2 pi Wellenfront-rms)².


    Herzliche Grüße, Holger

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

  • Hallo John


    Ich möchte nochmals unmissverständlich klarstellen, dass man mit einem einfachen RC Test die Oberflächenfehler des zu prüfenden Planspiegels NICHT quantifizieren kann! Der Strehlwert von 96 ist im besten Fall (wenn überhaupt, soweit ich als Laie es beurteilen kann) ein approximativer Wert. Du kannst ihn so nicht weiterverwenden. Einen schlüssigen Wert erhält man nur, wenn man in zwei Winkeln analysiert, wie das im genannten Artikel aufgeführt ist. Ich gebe mal den Link weiter. Ich hoffe, er funktioniert bei Dir.

    https://www.jeos.org/index.php/jeos_rp/article/viewFile/14053/1281


    Was man hingegen könnte, wäre (bei perfektem Planspiegel) eine Analyse des Referenzspiegels. Das nützt uns aber nichts.


    Mit Gruss, Beat

  • Hallo Beat,


    das Ergebnis - RC-Test zur Messung eines Planspiegels finde ich sehr informativ. Vielen Dank für die Mühe hierfür :thumbup:

    Meine Befürchtung, ich kann meinen 140er Planspiegel einfach mit dieser Methode und Bath-Interferometer nicht messen, weil ich das Prinzip doch nicht verstehe - zeigt nun doch - meine Bedenken sind begründet gewesen.


    Die Idee mit zwei Winkeln muss ich mir in Ruhe anschauen, vielleicht probiere es dann noch einmal. Da brauche ich aber noch sehr viel innere Gelassenheit - ein Thema, dass mich intellektuell an den Rand meiner Fähigkeiten bringt ;)


    viele Grüße

    René

  • Hallo Beat,


    dass es theoretisch nur mit 2 Winkeln geht mag ich gerne glauben.


    Warum es mit einem Winkel nicht geht, kann man sich leicht herleiten.


    Angenommen es gibt Asti. Nun fragt man sich ob es an der Krümmung liegt. Also dreht man den Spiegel um 90 Grad.

    Wenn man nun den gleichen Asti misst, bedeutet das, das es reine Krümmung ist?


    Nein! Denn man misst ja immer nur reale elliptische Ausschnitte des Spiegels. Nun drehen sich aber bei der Drehung um 90 Grad andere "Ohren" ins Sichtfeld, die vorher gar nicht sichtbar waren. Die können global den Asti wieder anders aussehen lassen. War der Asti vorher durch leicht innen liegende Bereiche dominiert, ist er im 2. Fall durch weiter außen liegende Bereiche ("Ohren") dominiert. Die beiden Asti-Werte beschreiben gar nicht "die globale Krümmung".


    Aber: in der Praxis (ich bin auch kein Optik-Theoretiker) ist diese Betrachtung irrelevant! Warum?


    Wenn in jeder Lage die Güte des Referenzspiegels messbar ist, dann ist der Planspiegel fehlerfrei. So viel kann man eben doch sagen.

    Daher kann man durch Abtragen von Material sich diesem Ideal annähern.


    Und wenn man nach dieser Prozedur in jeder Lage 97% misst, wobei der Referenzspiegel 99% habe (und dessen Fehler statistisch unabhängig von den Planspiegelfehlern sei) , dann hat die Wellenfront durch den doppelten Durchgang durch den Planspiegel eben 2% Strehverlust erlitten. Insbesondere wenn dies in 8 Stellungen der Fall ist kann man sich relativ sicher sein, dass man einen etwa 2% Strehlverlust im doppelten Durchgang haben wird (somit im einfachen Durchgang von 0.5%).


    Durch welches Wunder solle er denn plötzlich einen wesentlich niedrigeren Strehlwert bekommen? Da müssten ja Krümmungen am Werk sein, die in jeder der 8 Lagen nicht aufgefallen wären. Das kann doch keiner glauben!


    Mag wohl theoretisch schwer begründbar sein dass man nicht in 2 Winkeln messen muss, ich behaupte aber es ist nicht erforderlich.

    Aber ich werde ja sehen ob es stimmt, wenn ich beide im Kontaktverfahren übereinander lege.


    besten Gruß

    John

  • Hallo Zusammen,


    ja, beim Nachdenken über die gemeinsame Wirkung von Asti und Krümmung bin ich auf ein moderndes Märchen gestoßen, dass ich immer für wahr gehalten habe.


    Und das lautet: "Eine perfekte Kombination aus Asti und Krümmung täuscht im RC-Test einen perfekten Planspiegel vor."


    Und dieses Märchen ist eben nur ein Märchen. Kompletter Blödsinn!


    Die Wahrheit ist: ein Planspiegel, der die Referenzsphäre perfekt abbildet, hat im elliptischen Ausschnitt, der in der momentanen Lage benutzt wird, gar keine Fehler!

    Da ist er perfekt plan!


    Wenn er eine perfekte Kombination von Asti und Krümmung hätte, wären in dem Ausschnitt 2 Berge und 2 Täler zu sehen, was seine Fehler offenbaren würde.

    Ich weiss es, weil ich solche I-Gramme schon gesehen habe. (P.S. ich bin mir nicht mehr sicher ob es 2 Berge und 2 Täler sein müssen, die die ich da gesehen habe könne auch auf einem anderen Effekt beruhen. Es könnten auch 4 Berge und 4 Täler sein. Auf jeden Fall ist die Wellenfront nicht gerade...)


    Wenn man nun einen solchen, im elliptischen Ausschnitt perfekten Spiegel, um 90 Grad dreht, dann kommen neue "Ohren" ins Sichtfeld.

    Bilden diese die Referenzsphäre noch nicht perfekt ab, kann man sie ja bearbeiten. Wenn sie dann schließlich auch die Referenzsphäre perfekt abbilden, dann sind auch diese Ohren perfekt an den kreisförmigen inneren, bereits perfekten Bereich, angekittet. Also sind dann schon mal 2 orthogonale Ellipsen, die jeweils bis zum Rand gehen, perfekt.


    Fehlen nur noch die Zwickel bei 45 Grad + n*90Grad (n=1...3). Wenn man die 4 Zwickel auch perfekt macht, dann fehlen nur noch sehr sehr sehr wenig Flächenanteile (verteilt auf 8 Zwickel bei 22.5 + n*45 Grad (n=1...7).


    Worauf es hinausläuft ist: man kann durch drehen und bearbeiten der Ohren immer dem Ideal der perfekten Ebene nahe kommen.


    Man muss dazu niemals in 2 Winkeln messen.


    Soviel ist sicher.


    Das heißt natürlich nicht, dann man den Strehl-Wert durch z.B. mitteln von z.B. 8 Positionen "exakt" bestimmen kann.

    Meiner Meinung nach ist es aber eine sehr sehr sehr gute Näherung.


    Man kann sogar noch mehr sagen: die Oberflächenform kann man ja sehr wohl zusammenkleben (bis auf die Zwickel, die man noch nie gemessen hat, da man nicht unendlich viele Positionen messen kann). Und aus der bekannten Oberflächenform müsste sich der der Strehlwert doch ermitteln lassen.

    Also braucht man dazu auch nicht 2 Winkel. Also ist das Paper der Chinesen hiermit widerlegt.


    besten Gruß

    John

  • Hallo Rene,


    mache Dich nicht verrückt. Es ist ein grosser Unterschied, ob man einen echten Planspiegel herstellen will, der in jeder Lage "scharf" sein soll bzw "nur" einen sehr guten Fangspiegl für seinen Newton will. Beim letzten misst Du nur noch in Einbaulage gegen Ende und der rms im RC Test und in Einbaulage ist wegen dem doppelten Durchgang ein Höchstwert.


    VG Gerhard

  • Hallo Allerseits,


    wie groß ist der Einfluss der 45-Grad-Stellung auf den Strehlwert, den man in frontaler Draufsicht hätte?


    Meiner Meinung nach ist das auch sehr einfach her zu leiten.


    Sagen wir mal der Planspiegel sei sehr plan mit Ausnahme von einem kleinen Tal irgendwo auf der Oberfläche.

    In 45 Grad Stellung muss das Licht nun das Wurzel(2)-fache länger bis zur Reflexion laufen. Und nach der Reflexion bis zum Interferometer auch noch mal.


    Also sind alle Berge und Täler um das Wurzel(2)-fache überhöht dargestellt. Also ist der rms-Wert um das Wurzel(2)-fache zu hoch ermittelt.


    Nun kann man Strehl in rms umrechen. Nehmen wir Beat's Spiegel mit 96% Messung und nehmen wir an es wären in jeder Lage bis zum jeweiligen elliptischen Rand 96% gewesen. Oder es sei der Mittelwert aus mehreren Lagen zu 96% ermittelt worden. Und nehmen wir an die Referenz wäre perfekt. D.h. die 96% kämen nur durch den Planspiegel zu stande.


    Wie hoch ist dann der Strehl des Gesamtspiegels?


    Der rms-Wert ermittelt sich nach der Formel S=1-(2Pi rms)^2 zu rms=0.0318 lambda.


    Nun ist es ja im Doppelpass, also ist der rms-Wert um den Faktor 2 zu hoch.

    Außerdem ist es in 45 Grad gemessen, also ist er zusächlich um den Faktor Wurzel 2 zu hoch.


    Somit ist der wahre rms-Oberflächenfehler 0.011254.


    Und das kann man wieder in Strehl umrechnen: S = 1 - (2 Pi * 0.011254) = 99.5%

    Oder in anderen Worten: im RC-Test und ohne "Doppelpass"-Einstellung misst man einen Strehlverlust der 8 mal höher ist als der wahre Strehlverlust.

    Mit Doppelpass-Einstellung misst man einen Strehlverlust der noch um den Faktor 2 zu hoch ist wegen der 45 Grad Stellung.


    Womit Beat's Ausgangsfrage nach der Qualität seines Spiegels beantwortet wäre.


    Herzlichen Glückwunsch zu 99,5%, Beat!


    P.S.: wenn man so einen Spiegel als Autokollimations-Spiegel einsetzt, wird der Prüfling ja wieder mit "Doppelpass"-Einstellung geprüft.

    Wodurch der Strehlverlust des Planpiegels wiederum auf 1/4 sinkt.

    Man kann also abschätzen, dass das Messergebnis wegen des nicht optimalen Planspiegels lediglich um 0.125% Strehl zu schlecht ausfallen wird.


    besten Gruß

    John

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