12 " Planspiegel einsatzbereit

  • Hallo Kurt,
    habe eine Frage zum "Leben nach dem Schliff": Wenn der Spiegel Teil eines Coelöstaten werden soll, gibt's doch mehrere Möglichkeiten der <u>Anordnung des Teleskopes</u>.
    Z.B. liegend, wie Bernhard Schmidt es gemacht hat oder parallakt. aufgestellt mit Planspiegel oben oder unten.
    Jede Variante hat ihre Vor-und Nachteile wie Abschattung, Bilddrehung, Überkopflagerung der Spiegel(bei parall.Tubus), Einfluss der Körperabstrahlung u.ä.
    Gibts überhaupt ein eindeutiges Optimum? Bin auf Deine Wahl gespannt, um event. nachzubauen.
    es grüßt Lutz
    P.S.: bin stolz, dass die 14"-Scheibe von mir, bzw. Schott Jena, Dein Tool sein darf!

  • Hallo Amateurastronom


    Ja ich weis, es ist einfacher immer nur von einer Einheit zu sprechen.
    Aber weis das jemand der den Artikel ein halbes Jahr später liest.
    Auch ich hatte von der Industrie kommend anfangs Probleme, weil bei
    der Herstellung wird immer nur die Fläche gemeint.
    Als ich mit der Prüfung optischer Systeme begonnen habe wurde schnell klar.
    Der Beobachter sieht die Wellenfront im einfachen Durchgang und nur bei dieser Angabe hat der Strehl seine Gültigkeit.
    Seit dem schreibe ich fast immer Wellenfront oder Oberfläche dazu, wave ist für mich ungültig weil das sagt nur das hier die Welleneinheit und nicht Nanometer verwendet werden.
    Fast immer - auch mir passiert es manchmal das ich es vergesse und muss noch üben.
    Aber mir ist klar das wenn ein Artikel später wider einmal gebraucht wird, es notwendig ist
    das die richtige Maßeinheit dabei steht.
    Bei deinen Beitrag dachte ich mir schon das es hier um Oberflächen geht, weil die Werte als solches vereinbar sind, aber was macht ein Uneingeweihter damit.
    Garantie war es selbst für mich keine, so das ich mit Sicherheit darüber sprechen könnte.
    Aber das Thema und die Beiträge finde ich toll.
    Werde selbst einmal einen Versuch machen, weil doppelter Durchmesser
    giebt 4 fache Genauigkeit.


    Freundliche Grüße
    Alois

  • Hallo Freunde,
    diese Diskussion freut mich ungemein. Da ich gerade eine neue, selbstverständlich unaufschiebbare Messorgie gestartet habe, bitte ich um Verständnis für die folgenden nich ganz vollständigen Schnellantworten.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ein anderes prinzipielles Problem ist die Vergleichbarkeit von quanitativen Werten: Quantiative Werte, die mit Schnittweitenmessungen erzielt wurden, sind nicht identisch mit denen die über Interferogramme erzielt werden. Dieser prinzipielle Unterschied, der über die verschiedene Messung entsteht, wird immer abgestritten: Das eine ist eine Aussage über eine Linie, das andere eine Aussage über eine Fläche.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    (==&gt;) Micha,
    ich weiß nicht wer hier einen prinzipiellen Unterschied abgestritten hat. Man kann mit der Schnittweitenmethode beliebig viele Meridianschnitte messen. Dann hat man ebenfalls eine quasi- Flächenmessung. Das wird aber überflüssig, wenn z. B. mittels Startest weder Astigmatismus noch Rauhigkeit nachgewiesen worden ist. Beides geht mit den Startest mit hoher Auflösung und sogar quantitativ dazu noch mit erheblich höherer Auflösung als mit einem einfachen I- Meter. Damit will ich den hohen Wert solcher Geräte keineswegs in Frage stellen, aber es gibt meines Wissens nach (noch) nicht allzu viele davon in der Hand von Amateuren. Nur zur Messung von Fehlern im Bereich von deutlich &lt;1/10 lambda wavefront sind sie völlig überfordert. Letzteres scheint noch nicht allgemein bekannt zu sein.


    Es scheint auch noch nicht allgemeiner Wissenstand zu sein, dann man bei Messverfahren über deren Vor und- Nachteile, Auflösung und Reproduzierbarkeit und natürlich auch über die Vergleichbarkeit von Messergebnissen reden sollte, besonders dann, wenn für ein und dieselbe Messaufgabe verschiedene Messprinzipien in Frage kommen.


    Am Beispiel Planspiegel mit Amateurmitteln wären das:

    1. Interferometrie mit einfachen Interferometer
    2. Interferometrie mit Probeglas
    3. Interferometrie mit Flüssigkeitsoberfläche als Bezugsfläche
    4. Schnittweiten- Differenzmessung nach Foucault
    5. Quantitativer Startest


    Diese Aufzählung ist vielleicht noch nicht vollständig. Eine davon unabhängige Endkontrolle durch eine professionell eingerichtete Prüfstelle ist natürlich wünschenswert.


    (==&gt;) Alois,
    ich werde es mir merken „lamda wave“ ist nicht klar als „lambda wavefront“ zu erkennen[:D]. Du hast vollkommen Recht, Begriffsklärung tut dringend Not.
    (==&gt;) Marty,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Dabei kommt noch dazu daß die Flächen alle verspiegelt sein müssen. Ich kann ja zum Parabolisieren nicht meinen Spiegel 30 mal verspiegeln um einen vernünftigen Test zu garantieren. In Autokollimation geht unverspiegelt gerade noch der Ronchitest. Für ein Interferogramm kommt zu wenig Licht zurück. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Folgendes ist vielleicht in meiner Versuchsbeschreibung nicht deutlich geworden: Auch der 10“ Parabol- Referenzspiegel ist nicht verspiegelt. Zusammen mit der 2x Reflexion des Prüflings kommt bei der Nutzung von konventionellen Lichtquellen wie Halogenlampen auch für den Ronchi- Test viel zu wenig Licht an. Bei den entsprechenden Vorversuchen habe ich fesatgestellt, dass meine Hochleistungs- LEDs blau und grün geringere Leuchtdichten haben als eine kleine Halo- Lampe. Wegen der anfangs gewählten Schrägstellung des Prüflings um alpha 30° (s. Skizze Eingangsposting „größere Planspiegel“) ist die Reflexion im Bereich von 15% statt 4-5% bei annähernd senkrechtem Lichteinfall. Mit einem Rotlicht- Laser gab es bezüglich Helligkeit keine Probleme. Naturgemäß mindert die längere Wellenlänge das Auflösungsvermögen bezogen auf grün merklich. Bei belegtem Referenzspiegel und 45% Schrägstellung des Prüflings hat man mit LED grün und blau keine Probleme. Die neue „Messorgie in blau“ werde ich heute fortsetzen. Mir geht es wesentlich darum herauszufinden, welche Planspiegelqualität mit den bei Amateuren etablierten Messmethoden machbar ist.


    (==&gt;)Amateuastronom,
    vielen dank für Deine Beiträge, die ich Dank ihres Detailreichtums noch nicht vollständig verinnerlicht habe. Ein Detail wäre aber schon streng in Bezug auf Planspiegelprüfung interessant:


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">bei Benutzung gerader Linien als Referenz einen
    Wert von etwa Lambda/20. In einem Beispiel (Fig. 1.11 im Buch
    von Malacara) ist ein Planspiegel mit Lambda/20 abgebildet,
    der eine deutliche Krümmung der Interferenzstreifen (25 mm
    Abstand) zeigt. Diese Abbildung dient als Beispiel zur
    quantitativen Messung des Fehlers eines solchen Lambda/20
    Planspiegels. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Unter der Annahme, dass hier Lamda/20 Oberfläche gemeint ist, entsprechend 1/10 lamda wavefront passt das ausgezeichnet zu der von mir im voraufgegangene Posting zitierten Aussage von Cox, der 1/8 lamda wave nennt. Oder doch wieder Unsicherheit ob er mit wave tatsächlich den Wellenfrontfehler meint?


    (==&gt;) Luzista
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    habe eine Frage zum "Leben nach dem Schliff": Wenn der Spiegel Teil eines Coelöstaten werden soll, gibt's doch mehrere Möglichkeiten der Anordnung des Teleskopes. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Bitte um etwas Geduld. Sobald ich etwas in der Art ausprobiert habe, werde ich davon berichten.
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">P.S.: bin stolz, dass die 14"-Scheibe von mir, bzw. Schott Jena, Dein Tool sein darf! <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Vielen Dank für die Ehre. Ich hab von Marty allerdings nur 12“ und 10“ Borofloat bekommen. 14“ würde ich nach den bisherigen Erfahrungen eher zu einem Spiegel umformen.


    (==&gt;) Stoffie,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">PS: Herzlichen Glückwunsch zum 1000'sten Beitrag. <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Vielen Dank!


    Gruß Kurt

  • Hi Kurt,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"> (1) Man kann mit der Schnittweitenmethode beliebig viele Meridianschnitte messen. Dann hat man ebenfalls eine quasi- Flächenmessung. Das wird aber überflüssig, wenn z. B. mittels Startest weder Astigmatismus noch Rauhigkeit nachgewiesen worden ist. Beides geht mit den Startest mit hoher Auflösung und sogar quantitativ dazu noch mit erheblich höherer Auflösung als mit einem einfachen I- Meter. (2) Damit will ich den hohen Wert solcher Geräte keineswegs in Frage stellen, aber es gibt meines Wissens nach (noch) nicht allzu viele davon in der Hand von Amateuren. Nur zur Messung von Fehlern im Bereich von deutlich &lt;1/10 lambda wavefront sind sie völlig überfordert. Letzteres scheint noch nicht allgemein bekannt zu sein.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    (1) Beliebig viele, das tut ohnehin keiner. Was aber, wenn beispielsweise der Planspiegel Astigmatismus hat oder irrguläre Flächenfehler. Wie quantifizierst du solche Fehler? Was also mit einem Interferogramm ganz leicht geht, ist mit einer Linienmessung über beliebig viel Meridiane nur sehr schwerig zu ermitteln. (Ich will nicht behaupten, dass es gar nicht geht) Der Sterntest ist bereits wieder ein Flächen-Test, wenn man, wie das Roddier macht, das intra/extrafokale Bild voneinander abzieht und daraus die Flächentopografie berechnet, wie bei einem Interferogramm auch mit allen
    Folgerungen.


    (2) Egal ob man mit dem Ceravolo- oder mit dem Bath- oder Fizeau-Interferometer(Grzybowski) arbeitet, dann ist eine Genauigkeit von PV = L/10 der wavefront über die ganze Fläche ermittelt, eine sehr hohe Genauigkeit. In dem Bereich liegt etwa die Genauigkeitsgrenze dieser Interferometer. Für Newton-Spiegel wäre bereits PV L/4 - L/8 der wavefront völlig ausreichend, für Prüfspiegel eine Genauigkeit von L/10 - L/15 PV der Wavefront über die gesamte Fläche gemessen völlig ausreichend. Ich lege großen Wert auf die Feststellung: "Über die ganze Fläche gemessen". Das ist nicht etwa zu wenig oder zu ungenau, sondern bereits hohe Qualität. Lediglich für die "Laser"-Optik scheinen die Genauigkeitsansprüche noch höher zu sein.


    Mit diesen Amateur-Interferometern ist eine Maximal-Genauigkeit von L/10 PV wavefront möglich, und das ist selbst für hochwertige Astrooptiken völlig ausreichend. Was dann die Auswert-Software mit diesen Interferogrammen anstellt, ist noch einmal eine ganz andere Angelegenheit. Jedenfalls auch schon wieder besser, als die alte von-Hand-Auswertung von Interferogrammen, die sich stärker an der Linearität der Streifen orientierte.


    Micha

  • Hallo Alois,
    zwei Fragen an den Optik- Meister mit spezieller Erfahrung in Sachen Planspiegeln:
    1. Wenn man mit einem Plan- Probenglas prüft wieviel % Stteifenbreite Abweichung von der idealen Geraden kann man so nach Augenmaß noch erkennen? Der Sepp Hager hat mir vesprochen Dein Probenglas schnell zuzuschicken.
    2. Unabhängig von 1. welche Spezifikation sollte guter Planspiegel
    a) zur Autokollimation
    b) zur Verwendung als Coelostat haben?


    Vielen Dank im Voraus.


    Komme soeben von der Prüfstrecke. Der 12" f/5 Parabolspiegel lässt sich mit Kompensationslinse und künstlichem Stern LED blau wunderbar nullen (hab ihn ja auch damit parabolisiert[8D]). Damit hab ich also jetzt eine sehr gute Referenzsphäre für den Planspiegel verfügbar. Bei Schrägstellung um 45% wird er in der Horizontalen ohnehin nur bis ca. 220 mm Durchmesser ausgenutzt.


    Gruß Kurt

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich lege großen Wert auf die Feststellung: "Über die ganze Fläche gemessen".
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Hi Micha,
    ja, dann mess mal schön, aber meinen Planspiegel bekommst Du nicht dafür[:D].
    Gruß Kurt

  • Hi Kurt,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ja, dann mess mal schön, aber meinen Planspiegel bekommst Du nicht dafür<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    wollen wir nicht lieber die Antwort von Alois abwarten, bevor du dich in die falsche Richtung verausgabst?


    Micha

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


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ja, dann mess mal schön, aber meinen Planspiegel bekommst Du nicht dafür<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    wollen wir nicht lieber die Antwort von Alois abwarten, bevor du dich in die falsche Richtung verausgabst?


    Micha
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hi Micha,
    ich habe nicht mehr vor mich bezüglich Deiner Einlassungen zu meinen Themen zu verausgaben. Dafür ist mir einfach meine Zeit zu schade[:D].
    Gruß Kurt

  • Hi Kurt,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Hi Micha,
    ich habe nicht mehr vor mich bezüglich Deiner Einlassungen zu meinen Themen zu verausgaben. Dafür ist mir einfach meine Zeit zu schade<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Bin gespannt, wann du damit anfängst ...


    Micha

  • Alois schrieb:


    &gt;Ja ich weis, es ist einfacher immer nur von einer Einheit zu &gt;sprechen.


    Offen gesagt hatte ich zuerst gedacht, dass beim Thema
    Planflächen alle von Genauigkeiten der Fläche sprechen.
    Dann hatte ich überlegt, es hinzuzusetzen, dann aber
    doch darauf verzichtet.


    &gt;Aber weis das jemand der den Artikel ein halbes Jahr später liest.
    &gt;Auch ich hatte von der Industrie kommend anfangs Probleme, weil bei
    &gt;der Herstellung wird immer nur die Fläche gemeint.


    Das ist in der Tat vermutlich ein Unterschied zwischen Hersteller und Prüfer/Verwender.
    Ein Hersteller ist während des Herstellungsvorgangs immer daran
    interessiert, Abweichungen von der Idealform der Fläche zu erkennen.
    Insofern sprechen Fachpublikationen oft von Abweichungen der
    Fläche, die dann ggf. als Spiegel oder Linse etc. verwendet
    werden kann.


    &gt;Seit dem schreibe ich fast immer Wellenfront oder Oberfläche dazu,
    &gt;wave ist für mich ungültig weil das sagt nur das hier die
    &gt;Welleneinheit und nicht Nanometer verwendet werden.


    Ich hätte das besser dazugeschrieben.

  • Hallo
    Amateurastronom.


    Zitat.
    Ich hätte das besser dazugeschrieben.
    -------------------------------------------------


    Das stimmt.
    Ich wollte damit nur zu geben das ich auch nicht immer fehlerferei bin.


    Viele Grüße
    Alois

  • Kurt schrieb:


    &gt;Unter der Annahme, dass hier Lamda/20 Oberfläche gemeint ist,
    &gt;entsprechend 1/10 lamda wavefront passt das ausgezeichnet zu der von
    &gt;mir im voraufgegangene Posting zitierten Aussage von Cox, der 1/8
    &gt;lamda wave nennt. Oder doch wieder Unsicherheit ob er mit wave
    &gt;tatsächlich den Wellenfrontfehler meint?


    Malacara zeigt die quantitative Messung von Lambda/20 Oberflächenfehler als Beispiel. In seiner Abbildung ist dieser Fehler noch sehr gut auf den ersten Blick zu sehen und quantitativ beträgt
    die Durchbiegung der Interferenzstreifen im Bild lt. Text 2.5 mm
    bei 25 mm Streifenabstand.


    Ein kommerzieller Referenz-Planspiegel mit &lt;=Lambda/20 Oberflächenfehler ist in grossem Durchmesser übrigens bereits ziemlich teuer und u.U. schwerer beschaffbar.
    Die Edmund Scientific GmbH liefert soweit ich mich
    erinnere nur kleine Durchmesser mit Lambda/20, grosse sind schon mit Lambda/10 recht teuer.


    Die "Lambda/8 wave", die Cox im Band 2 des Buches von Mackintosh (auf S. 163) angibt, nennt er für die Methode, 3 Planspiegel gegeneinander zu testen. Dabei werden je zwei der 3 Spiegel gegeneinander
    getestet (ggf. dabei noch gedreht), um aus den sichtbaren
    Abweichungen die Form der 3 Spiegel an verschiedenen Orten zu
    berechnen.
    Im einfachsten Fall (R.W. Porter im Buch von Ingalls
    "Amateur Telescope Making" Vol. 1 S. 55) wird ein Gleichungssystem
    mit 3 Abweichungen als Unbekannten gelöst, die die Abweichung
    in Interferenzstreifen (konvex positiv, konkav negativ) angeben.


    Diese Methode ist für meinen Geschmack ziemlich indirekt,
    da man die Fehler nie direkt beurteilen kann. In ihrer
    einfachsten Form hätte ich daher für diese Methode gerade mal
    Lambda/2 Oberflächengenauigkeit angenommen.


    Mir war das zu ungenau und kompliziert. Mit einer guten Referenzplanfläche kann man meiner Meinung nach wesentlich direkter und viel genauer messen.

  • Hi Amateurastronomund alle Interessierte,
    vielen Dank für die Ausführungen.


    Die 3- Platten Methode zur Hestellung von Planspiegeln halte ich auch für weniger empfehlenswert. Ich würde erst einmal furchtbar üben müssen, um wieder 3 Gleichungen mit 3 Unbekannten lösen zu können[:D].


    Nehmen wir mal an, der zulässige Oberflächenfehler eines Planspiegels sei mit 1/20 Wellenlänge gegebener Lichtwellenlänge spezifiziert. Dann brauche ich auf jeden Fall eine Messmethode mit erheblich höherer Auflösung und Reproduzierbarkeit. (Man kann ja z. B. auch schlecht die Abmesssung eines Körpers mit einem Zollstock messen, wenn es auf 1/10 mm ankommt.) Von den mit Amateurmitteln realisierbaren Verfahren kenne ich dazu nichts besseres als die Foucault- Schnittweitenmessung kombiniert mit dem quantitativen Startest auf Astigmatismus mit einer sphärischen Referenzfläche, insbesondere wenn es um Spiegelgrößen von 10" und mehr geht. Dazu sind natürlich Plan- Probegläser höcht nützliche Messhilfen.


    Ich bin gerade dabei die Standardabweichung der von mir genutzten Schnittweitenmessung unter Einsatzbedingungen zu ermitteln. Die Ergebnisse können je nach Versuchsaufbau unterschiedlich ausfallen. So etwas kostet zunächt einmal ziemlich viel Zeit wegen der notwendigen Messwiederholungen. Ohne diese Kenngröße ist so etwas wie eine statistisch gesicherte Aussage über die Genauigkeit von Messergebnissen kaum machbar.


    Gruß Kurt

  • Hallo Kurt !


    Nun ist es endlich so weit.


    Erste Frage:
    1. Wenn man mit einem Plan- Probenglas prüft wie viel % Streifenbreite Abweichung von der idealen Geraden kann man so nach Augenmaß noch erkennen?
    ---------------------------------------------------------
    Das hängt auch sehr von der Erfahrung und der Übung ab.
    Dabei gibt es noch ein par Tricks.
    Wenn du eine Leuchtstofflampe verwendest dann hast du durch ihr Linienspektrum einen höheren Kontrast und kannst auch viel mehr Linien sehen und musst auch nicht so extrem gut reinigen um etwas zu sehen.
    2. Die Linien haben zwischen gelb und blau einen sehr schmalen Übergang, der bei geringer Abweichung schon deutliche Helligkeitsunterschiede zeigen kann.
    Siehe die Markierung auf dem Bild.








    Dadurch kann man Unregelmäßigkeiten einer 10el Stereifenbreite noch erkennen.
    Bei der Durchbiegung auf den ganzen Durchmesser wird es schon schwierig.
    Da glaubt man schöne gerade Streifen zu haben, aber wenn man das Bild ausdruckt und ein
    Lineal darüber legt, dann sieht man das man sich da recht täuschen kann.
    Dazu kommt noch die optische Täuschung durch den Kreis des Probeglasrandes.
    Hier muss man wirklich eine Transprentfolie mit einer Linie darüber legen um sicher zu sein.
    Hier wage ich nur noch ein 8el Streifenbreite mit sicherheit zu erkennen, das ist immerhin noch L/16 der Oberfläche.



    Hier noch ein paar Bilder die den Unterschied der verschiedenen Lichtquellen zeigen.




    Guter Kontrast und viele Streifen sichtbar.




    Die ersten zwei Streifen sind gut, dann sinkt der Kontrast schnell ab.




    Etwas gelblich und wegen dem kontinuierlichen Spektrom auch schneller Kontrastverlust.





    Guter Kontrast und keine farblichen Überlagerungen mehr.







    2 . Frage
    2. Unabhängig von 1. welche Spezifikation sollte ein guter Planspiegel
    a) zur Autokollimation haben.
    --------------------------------
    Da dies in der optischen Fertigung für Teleskope ja nie zur Sprache kommt, ( wir haben hier immer nur die Toleranzangaben zu erfüllen ) musste ich jetzt selbst überlegen auf was es an kommt.
    Da ein Teleskop mit einer großen Öffnung eine höhere Auflösung hat muss es auch entsprechend genauer sein um seine Auflösung voll umzusetzen.
    Deshalb habe ich zuerst mit dem Raytrace vom Philipp Keller einen Newton 400 mm f/4
    gerechnet ab welcher Objektntfernung eine Unschärfe entsteht die eine Änderung der konischen Konstante notwendig macht.
    Folgendes kam dabei heraus.


    Das einfügen der Liste will mir nicht gelingen.


    Entfernung Unschärfe verglichen mit dem Durchmesser
    des Beugungsscheibchens.


    10 Km nichts zu erkennen.
    5 Km 0,1 Dm des Beugungsscheibchens
    1 Km 0,34 Dm des Beugungsscheibchens
    0,5 Km 0,5 Dm des Beugungsscheibchens
    0,4 Km 0,7 Dm des Beugungsscheibchens
    0,3 Km 0,8 Dm des Beugungsscheibchens
    0,25 Km 1,0 Dm des Beugungsscheibchens





    Somit wäre ein Planspiegel mit einen Radius von 10 Km für einen Durchmesser von 400 mm schon ausreichend
    Dessen Scheiteltiefe dann 0,00200 mm hat. Das sind 3,16 Lambda Oberfläche L 632,8 nm.
    Hier geht es eindeutig mehr um die Regelmäßigkeit der Oberfläche.
    Man muss daher trotzdem so polieren das man sehr gerade Streifen bekommt, weil dann die Unregelmäßigkeiten besser zu erkennen sind als bei gebogenen Streifen.
    Darauf hin rechnete ich aus wie viel Radius bekommt ein Planspiegel. wenn ich am Probeglas
    1/ 10 ein 1/8 und ein 1/4 Streifenbreite bei L 632,8 nm erkennen kann.




    Probeglas Durchmesser 1/10 streifenbreite 1/8 Streifenbreite 1/4 Streifenbreite

    100 mm 40 Km 32 Km 16 Km
    150 mm 89 Km 71 Km 36 Km
    200 mm 158 Km 126 Km 63 Km
    300 mm 356 Km 284 Km 142 Km
    400 mm 632 Km 506 Km 253 Km


    Somit könnte man mit einen Planprobeglasdurchmesser 100 mm schon ausreichend prüfen
    wenn die Regelmäßigkeit mit einen guten Kugelspiegel geprüft werden kann.
    Oder so wie du mit dienen 16" Parabolspiegel dessen Genauigkeit du ja kennst.
    Noch besser wäre dein 16" Spiegel als Beleuchtung von oben für den Wassertest.
    Du müsstest nur eine Laserdiode etwas außer der Achse in den Brennpunkt setzen und du könntest daneben über das Teleskop das Interferenzbild anschauen.
    Wenn dir das gelingen würde das wäre super.
    Weil doppelter Durchmesser bringt 4 fache Genauigkeit.
    Formel : Großer Dm^2 / kleinen Dm^2 ist derUnterschied.


    Daher ist der Fehler vom Probeglas für den Dm 400 beim
    Probeglasdurchmesser
    100 mm 16 x größer
    150 mm 7 x größer
    200 mm 4 x größer



    Frage 2
    b) zur Verwendung als Coelostat haben?
    ----------------------------
    Wie genau, da muss ich auch noch nach einer passenden Formel suchen, oder vielleicht hat da schon jemand eine passende Möglichkeit.
    Hier soll ja auch der Radius möglichst groß sein damit durch den Winkel kein auffallender Astigmatismus entstehen kann.
    Auch hier ist es wieder von der Leistung des Teleskops abhängig um zu wissen wie hoch die Anforderung ist. Standardaussagen gibt es leider keine.
    Da muss halt jeder nach seinen besten Wissen und Können seine optimale Optik machen.
    Mehr kann ich im Moment nicht beitragen und wünsche dir gutes Gelingen


    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Alois,


    leider kann ich zu eurer interessanten Diskussion nichts fachliches Beitragen, lese aber mit sehr großem Interesse. Ich hoffe das eine oder andere bleibt dabei dauerhaft hängen.


    Posting um halb vier in der früh?? Schlecht geschlafen oder die Nacht durchgearbeitet??


    Ich will einfach einmal ein herzliches Dankeschön an Euch loswerden, es ist wirklich sehr informativ hier mitlesen zu können, und - fast immer - gut verständlich


    Viele Grüße


    Achim


    p.s. gestern kam mein Fangspiegel, das Teleskop ist fertig, wenn das Wetter (und der Rücken) mitmacht, kann ich heute abend den Startest beim 20er durchführen, mir ist schon ganz flau im Magen.

  • Hi Alois und Amateurastronom,


    danke für eure ausführlichen Beiträge! Bei Amateuerastronom überzeugt mich besonders, dass der Wassertest ein direkter Test gegen eine bekannte Referenzfläche ist. Auch hinsichtlich der Angaben zur Genauigkeit von Referenzplanspiegeln liegen wir nicht weit auseinander, wobei ich wie Alois die Regelmäßigkeit eines Referenzplanspiegels für wichtiger halte, als die Power oder seinen Radius. Natürlich sollte so ein Planspiegel auch keinen Astigmatismus haben, gemeint sind die der Kugelfläche entsprechenden Unregelmäßigkeiten. Hinsichtlich der Genauigkeit von Plan-Referenzoptik bin ich immer von der einfachen Überlegung ausgegangen, daß die Referenzfläche auf jeden Fall die Genauigkeit haben muß, mit der ich maximal zu prüfen habe. Wenn bei exakter Prüfung über die ganze Fläche ein PV Wert von L/8 der Wellenfront gemessen werden soll, dann ist für den Referenz-Planspiegel ein Wert von L/10 PV der Wellenfront über die ganze Fläche bereits hohe Qualität. Die Angaben bei Planoptik im Melles Griot Katalog bewegen sich in ähnlichem Rahmen wie bei Edmund Scientific u.a.


    Soweit liegen wir also in unserer Einschätzung gar nicht auseinander. Bei Gelegenheit bemühe ich nochmals meinen Wassertest mit einer anderen Lichtquelle.


    Micha

  • Hallo Alois,


    vielen Dank für den anschaulichen Bericht!
    Hast Du eine Quelle zur Erläuterung der prinzipiellen Funktionsweise der Interferometrie mit Probengläsern?


    Freundliche Grüße: Uwe

  • Hallo Achim.


    Ja dieses Posting hat viel Zeit gebraucht.
    Habe bei der Kontrolle einen Fehler gefunden und musste eine Rechnung noch einmal machen und dann noch einmal alles kontrollieren.
    Darum ist es so spät geworden.


    Wünsche dir einen tollen Startest.
    ------------------------------------------
    , mir ist schon ganz flau im Magen.
    ---------------------------------------
    Keine Angst. :
    Beim Startest am Mt.Wilson waren 4 Jupiter auf einmal zu sehen.
    Tief geschockt verzogen sich alle in ein stilles Kämmerlein.
    Erst um 4 Uhr früh wagte es wieder Einer nach zu sehen und kam jubelnd zurück.
    Der Jupiter ist scharf.
    Der 2.5 Meter Spiegel am Mt. Wilson ist genauer als der 5 Meter Spiegel am Mt. Palomar.
    Bin gespannt wie es dir geht.


    Gruß
    Alois

  • Hallo Michael und Amaterastronom !


    Eure Beträge zum Wassertest haben mir sehr gefallen.
    Ich habe schon davon gewusst und dachte mir das Erschütterungen
    und Staubteilchen zu sehr stören.
    Aus euren Berichten konnte ich sehen dass es doch machbar ist.
    Ich habe vor mir ein Michelson Interferometer zu bauen, deshalb habe
    ich mir bevor ich in Pension gegangen bin, mir eine Planreferenzplatte
    Dm 400 mm gemacht. Ich konnte sie am Zygo prüfen aber nur mit den
    Dm 150 mm dieses Ergebnis kann sich bis zum Dm 400 mm ver 7 fachen.
    Bin gespannt was dabei heraus kommt.



    Den Parapolspiegel muss ich noch machen.
    Dann kann ich die Rferenzplatte im Wasser und über dem Wasser prüfen.
    Was mich besondesrs interessiert ist, wie viel sich die Referenzplatte
    durch das Eigengewicht durchbiegt. Damit ich weis wie viel Unterschied
    es macht wenn ich das Interferometer stehend oder liegend verwende.


    Freu mich weiter auf solche Berichte.
    Viele Grüße
    Alois

  • Hallo Alois,


    meinen herzlichen Dank für deinen informativen Beitrag!


    Interessanterweise betsätigen deine Angeaben zur notwendigen Genauigkeit eines Planspiegels
    für die Autokollimation sehr genau die Werte,die mir auch Kurt nannte[^]


    Bezüglich der Eignung als Coelostat habe ich leider bis dato keine brauchbaren Angaben finden können.
    Eine überschlägige Abschätzung läßt mich aber vermuten,daß bei einem 12" Planspiegel der Radius
    nicht im Bereich von einem Dutzend Kilometern sondern eher im Bereich von einigen 100 Kilometern liegen müßte[?]
    Wenn du dazu noch etwas schreiben könntest würde ich mich sehr freuen.


    Herzliche Grüße,


    Karsten

  • Hallo Alois,
    vielen Dank für die sehr anschaulichen Fotos und ausführlichen Erläuterungen. Besonders die Skizze vom Michelson- Interferometer hast es mit angetan.


    Jetzt möchte ich wissen, ob ich alles richtig verstanden habe und fasse ich mal zusammen:


    1. Man kann man die Abweichung von der Linearität der Streifen auf etwa 1/10 Streifenbreite erfassen.


    2. heute hab ich einen weiteren kl. Planspiegel von ca 50 x 50 mm nutzbarer Fläche vom alu- Belag befreit. Die Qualität kenne ich nicht. Da die Rückseite matt geschliffen ist, wurde mit Klarlack die Transparenz erhöht. Das ist zwar nicht so ideal wie poliert geht aber noch. Dieses Prüfglas hab ich wie im Bild


    gezeigt auf den Rand des 12“- Planspiegels gelegt. Nach meiner ersten Abschätzung beginnt der Randabfall etwa ab der roten vertikalen Linie. Im Bereich A könnte ich jetzt für verschiedene Randabstände die Krümmung mit 1/10 Steifenabstand Genauigkeit erfassen. Im Bereich A sehe ich keine Abweichung von der Geraden und kann daher sagen, hier ist die Oberfläche auf +/-1/10 lambda plan, es könnte aber auch deutlich weniger Abweichung sein, eben weil die Genauigkeit der Prüfmethode ausgereizt ist. Ist das so richtig? um das eigentiche Messproblem zu verdeutlichen tu ich mal so, als ob die minilal sichtbaren Schlenker auf das Konto des kleinen Referenzglases gehen. Auch die wahre Lage vert. roten Linie ist nicht unbedingt richtig. (Bin sehr neugierig, wie das mit Deinem zertifizerten Probenglas aussehen wird[:p]).


    3. Jetzt ersetze ich mal gedanklich das Probenglas durch eine perfekt, ruhige Wasseroberfläche. Dann muss ich wegen der wesentlich höheren Schichtdicke monochromatisches Licht mit genügend hoher Kohärenzwellenlänge verwenden.
    a) Ändert sich dadurch irgendwie merklich die Kurvenform?


    b) Was muss ich noch einsetzen, um die Auflösung der Streifenstände wesentlich zu erhöhen gegenüber 2.?


    Wenn das nicht geht, wäre doch der ganze lobenswerte Aufwand für die Interferenzwanne nur von begrenztem Wert, weil ich mit Amateurmitteln einen Planspiegel mit Hilfe einer Referenzsphäre mit weit höherer Auflösung prüfen kann.
    4. Kann das Michelson-I-Meter deutlich besser auflösen als 1/10 Lambda Streifenbreite?


    Gruß Kurt

  • Hallo zusammen:


    Ich habe mal gerade für verschiedene Krümmungsradien
    den Astigmatismus eines Coelostaten kurz per Raytracing errechnet:


    Bei Verwendung als 30 cm Coelostaten-Spiegel bekommt man folgende
    Werte:


    R=1000 km (auf Lambda/50 bei 589 nm plan) Astigmatismus: Lambda/39 im Beugungsfocus bei 45° Neigung.
    R=100 km (0.19 Lambda Oberflächenfehler): gut Lambda/4 Astigmatismus
    R=10 km (1.9 Lambda "Pfeilhöhe" Oberflächenfehler): 2.57 Lambda Astigmatismus.


    Beugungsbegrenzt sollte ein System noch mit bis zu 0.175 Lambda im Beugungsfocus sein.

  • Hallo Kurt!


    &gt;gezeigt auf den Rand des 12“- Planspiegels gelegt. Nach meiner ersten
    &gt;Abschätzung beginnt der Randabfall etwa ab der roten vertikalen
    &gt;Linie. Im Bereich A könnte ich jetzt für verschiedene Randabstände
    &gt;die Krümmung mit 1/10 Steifenabstand Genauigkeit erfassen. Im Bereich
    &gt;A sehe ich keine Abweichung von der Geraden und kann daher sagen,
    &gt;hier ist die Oberfläche auf +/-1/10 lambda plan, es könnte aber auch
    &gt;deutlich weniger Abweichung sein, eben weil die Genauigkeit der
    &gt;Prüfmethode ausgereizt ist.


    Ich hätte jetzt gedacht, der Rand sei Bereich A und um Lambda/2 bis Lambda (an der äußersten Stelle) abgesunken.
    Wenn man Fläche B genau prüfen will, müssen die Oberflächen
    paralleler stehen.


    &gt;3. Jetzt ersetze ich mal gedanklich das Probenglas durch eine
    &gt;perfekt, ruhige Wasseroberfläche. Dann muss ich wegen der wesentlich
    &gt;höheren Schichtdicke monochromatisches Licht mit genügend hoher
    &gt;Kohärenzwellenlänge verwenden.
    &gt;a) Ändert sich dadurch irgendwie merklich die Kurvenform?


    Eine Spektrallampe (Hg-Niederdruck, Natriumdampf, Neon, Thallium)
    ist stets günstiger. Denn normalerweise legt man zwischen Referenzspiegel und zu testende Fläche Papierstreifen, so dass der Luftspalt etwas grösser ist.


    &gt;b) Was muss ich noch einsetzen, um die Auflösung der Streifenstände
    &gt;wesentlich zu erhöhen gegenüber 2.?


    Bei einem Glas-Referenzspiegel müsste man solange an einem Papierstreifen ziehen oder drücken, bis die Streifenabstände gross genug sind. Das kostet etwas Zeit.


    Bei einer Flüssigkeitsoberfläche muss man entsprechend an
    der passenden Einstellschraube drehen, bis der Streifenabstand
    gross genug ist (also z.B. 25 mm beträgt).

  • Hallo zusammen!


    Zunächst zum Artikel von eben: Ich bin mir anhand des Bildes
    nicht ganz sicher, wo Spiegel und Interferenzstreifen am Rand genau aufhören. Mittlerweile gehe ich davon aus, dass der Fehler
    am Rand evtl. nur Lambda/2 ist.


    Hier noch eine Antwort zu zwei früheren Artikeln:


    Kurt schrieb:


    &gt;Nehmen wir mal an, der zulässige Oberflächenfehler eines Planspiegels
    &gt;sei mit 1/20 Wellenlänge gegebener Lichtwellenlänge spezifiziert.
    &gt;Dann brauche ich auf jeden Fall eine Messmethode mit erheblich
    &gt;höherer Auflösung und Reproduzierbarkeit. (Man kann ja z. B. auch
    &gt;schlecht die Abmesssung eines Körpers mit einem Zollstock messen,
    &gt;wenn es auf 1/10 mm ankommt.) Von den mit Amateurmitteln
    &gt;realisierbaren Verfahren kenne ich dazu nichts besseres als die
    &gt;Foucault- Schnittweitenmessung kombiniert mit dem quantitativen
    &gt;Startest auf Astigmatismus mit einer sphärischen Referenzfläche,
    &gt;insbesondere wenn es um Spiegelgrößen von 10" und mehr geht.


    Prinzipiell halte ich die Auswertung in einem Fizeau-Interferometer
    im Hinblick auf die Erkennung von restlicher Krümmung für
    zumindest gleichwertig.


    Man wird sicherlich spätestens mit technischen Hilfsmitteln
    Abweichungen von ca. 1 mm noch nachweisen können. Bei 25 mm
    Streifenabstand entspricht das Lambda/50.


    Problem beim Sterntest ist, geringen Astigmatismus noch zu erkennen.
    Ich bin mir nicht sicher, ob ich noch Lambda/20 Aberrationen
    erkennen könnte, die Welford in Malacara für erkennbar hält.


    &gt;Dazu sind natürlich Plan- Probegläser höcht nützliche Messhilfen.
    &gt;Ich bin gerade dabei die Standardabweichung der von mir genutzten
    &gt;Schnittweitenmessung unter Einsatzbedingungen zu ermitteln.


    Der Ronchi-Test soll relativ empfindlich auf Astigmatismus sein.
    Leider sind die zwei Artikel zur Empfindlichkeit in zwei italienischen
    Zeitschriften veröffentlich, die nicht online erhältlich sind.
    Einen Artikel kann ich evtl. mal in den nächsten Wochen heraussuchen.


    Ich hatte auch schon mal darüber nachgedacht, so einen Uranostaten
    einzusetzen. Doch war mir der Aufwand etwas hoch und ich hatte
    etwas Bedenken wegen thermischer Effekte am Planspiegel, falls
    dieser aus Duran besteht. Zerodur ist leider viel zu teuer
    (vor einigen Jahren gut DM 1000 für 30 cm-Rohlinge).
    Interessant ist z.B. das Harvard-Teleskop am Gebäude (in Richtung
    des Himmelsnordpols mit Uranostatem im Süden angebracht), welches im
    Buch über ungewöhnliche Teleskope von Peter Manly zu sehen ist.
    Da gibt es keine Probleme mit einer komplizierten Nachführung.
    Bernhard Schmidt hat übrigens viel mit Coelostaten/Uranostaten
    gearbeitet.


    Alois schrieb:


    &gt;Ich habe schon davon gewusst und dachte mir das Erschütterungen
    &gt;und Staubteilchen zu sehr stören.
    &gt;Aus euren Berichten konnte ich sehen dass es doch machbar ist.


    Wenn man sehr empfindlich gemessen hat, störten bei mir
    die Schwingungen der Drosselspule der Lampe. Die sollte man
    auf jeden Fall getrennt montieren und im Idealfall
    zumindest das Gefäss mit dem Prüfling auf 4 Sorbothane-Halbkugeln
    und einer Steinplatte lagern, wie es in der Holographie heutzutage
    gerne praktiziert wird. Dann dürften Schwingungen kaum noch
    stören.

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