Vier APOs von APM - LZOS vor dem Interferometer

<b>Nachtrag zu LZOS 130 /1200</b>
Mittlerweile ist mein bestelltes LZOS 130 /1200 Objektiv nach den im folgenden vorgestellten Prüfergebnissen bereits in einem Tubus verbaut und „gefirstlightet“. Freundlicherweise hat Markus Ludes auch noch ein weiteres 130es für diese Testserie zur Verfügung gestellt. Zusammen mit dem 130 er sowie dem 115er von Uwe haben wir nun 4 LZOS vor dem Inteferometer, davon 3 baugleiche 130er. Deshalb habe ich im Zuge dieses Nachtrages die Überschrift angepasst.

Im folgenden werden die Prüfergebnisse der beiden neuen 130er sowie der Vergleich der drei 130er behandelt.

<i>Kennzeichnungen:</i>
LZOS 130 / 1200 Nr. 074
130 / 1200 Nr. 082
130 / 1200 (U)

Das U steht für das bereits vorgestellte Teleskop von Uwe. Die Seriennummer hab ich mir dummerweise nicht notiert.

<b>Prüfprotokolle des Herstellers von Nr. 074 und 082</b>

<b>Bild 31</b>


Die Strehlzahl für Nr. 082 bei 532 nm nm ist hier mit 0,970 angegeben. Für das 074 beträgt die Strehlzahl 0,972. Das ist OK und kein merklicher Unterschied. Auch die abgebildeten Wellenfronten bzw. PSF- Grafiken zeigen keine nennenswerten Fehler.

<b>Wellenfrontanalyse und synthetischer Sterntest </b>

Für die Messungen wurde mein Eigenbau – Twyman Green eingesetzt. Ida genügend Zeit zur Verfügung stand hab ich die beiden neuen Objektive jeweils 4 mal in den Positionen 0°, 90° sowie 180° interferometriert. Das ergibt also 12 Interferogramme je Objektiv. Hier zwei Muster:

<b>Bild 32</b>

<b>Bild 33</b>

Durch diesen Aufwand wird es möglich sehr geringe nichtchromatischen Restfehler wie z. B. Koma und Asti messtechnisch gesichert nachzuweisen. Die Einzelergebnisse zeigt die Tabelle

<b>Bild 34</b>

Für das Objektiv Nr.074 gilt:
„Mittel 0°“ bedeutet programmtechnische Mittelung der der Zernikes aus den 4 Interferogrammen
a bis d bei Pos. 0° des Objektivs. Aus diesen gemittelten Zernikes errechnet das Programm dann die Strehlzahl 0,982. Die arithmetisch gemittelte Strehlzahl wäre hier eine weniger präzise Näherung.

Die „Mittel 90°“ Zernikes wurden um 90° zurückgedreht und mit den „Mittel 0°“ Zernikes gemittelt und danach die Strehlzahl 0,980 hinter „Mittel 0°-90°R“ berechnet. Diese Strehlzahl ist praktisch frei von potenziellem Prüfstandsasti. Im gleichen Sinne wird die potenzielle Koma des Prüfstandes eliminiert. Hierzu muss man das Objektiv um 180° drehen und sinngemäß verfahren wie vorhin beschrieben.

Letztendlich bekommt man die Strehlzahl 0,985 bzw. 0,990 bei der sowohl Asti als auch Koma des Prüfstandes eliminiert sind. Der Abstand nach oben zur theoretisch möglichen Grenze Strehl = 1 ist bei den Einzelwerten schon recht gering, so dass man auf den hier betriebenen Aufwand auch verzichten könnte. Es ist aber als Nachweis zur Reproduzierbarkeit und Auflösung der interferometrischen Messung mit Amateurmitteln gut geeignet. Außerdem wird damit bewiesen, dass Koma und Asti der Prüfstrecke hier keine nennenswerte Rolle spielen. Die PtV- Werte liegen dieser Fehler liegen bei &lt; 0,05 lambda Wellenfront.

Die Contoutplots zeigen die dominierenden Restfehler:

<b>Bild 35</b>

<b>Bild 36</b>

<b>Bild 37</b>

<b>Bild 38</b>

Der größte Einzelfehler wäre hier Koma mit PtV = 0,061 lambda Wellenfront bei Objektiv NR.074. Aus der Streuung der Koma- Zernikes der 12 Einzelwerte kann man die Standardabweichung mit 0,015 lambda abschätzen.

Man kann annehmen dass ein derart geringer Komafehler in der Beobachtungspraxis nicht mehr auffällig ist oder irgendwie stören könnte. Das wird auch durch die synthetischen Sterntestbilder gestützt:

<b>Bild 39</b>

<b>Ermittlung des Farbfehlers für Nr.074 und 082</b>

Nach den sehr guten Ergebnissen des 130 (U) und bei Verfügbarkeit den Oriel- Monochromators war es nahe liegend den Wellenlängenbereich weiter auszudehnen als mit den lt. Tabelle Bild 21 verfügbaren Filtern. Die technische Grenze für die Erstellung von Farbinterferogrammen liegt bedingt durch die Eigenschaften des Kamerachips bei 395 nm bzw. 710 nm. Je Objektiv wurden 2 Messreihen aufgenommen. Hierzu eine typische Auswahl von Einzelinterferogrammen:

<b>Bild 40</b>

<b>Bild 41</b>

So sehen die wellenlängenabhängigen Strehlzahlkurven und Polystrehlzahlen (PS.) bei Fokussierung auf 555 nm aus:

<b>Bild 42</b>

Diese Art von Objektiv lässt sich mühelos in einem Tubus zentrieren und damit der Asti praktisch vollständig unterdrücken. Deshalb wurde der geringe Asti in den einzelnen Strehlmesswerten abgezogen. Dadurch klettert der Polystrehl für das bereits im Bild 1 vorgestellte 130er (U) von 0,97 auf 0,98. Für den Verlauf der Kurven sind kleinere Restfehler wie Koma, Asti etc. bedeutungslos.

<b>Zur Erinnerung:
Der Polystrehl bezieht sich bei mir immer auf die Augenempfindlichkeit bei Tagessehen. Dabei wird die optische Qualität des Objektivs so angenommen wie sie sich aus den Messungen ergibt (Ausnahme Abzug Asti, wie bereits begründet). </b>

Nach den obigen Daten zeigen die Polystrehlzahlen der drei Objektive keine signifikanten Unterschiede. Es gibt auch keine signifikante Abweichung zu den beworbenen

Polystrehl = 0,98

Es folgen die Wertetafeln zur Darstellung der Kurven sowie zur Berechnung der Polystrehlzahlen

<b>Bild 43</b>

<b>Bild 44</b>

Sicher interessiert auch die Wellenlängenabhängikeit der Strehlzahl bei Fokussierung auf eine beliebige Wellenlänge.

<b>Bild 45</b>

Bei Beobachtung oder Fotografie von Emissionsnebeln oder derSonne im H alpha- Licht wird man selbstverständlich auf die entsprechenden Wellenlängen ca. 656, 502 499 nm fokussieren. Dabei zeigt das Objektiv gemäß obiger Kurve „WL“ keinerlei Schwächen. Das gleiche gilt zweifellos auch für die beiden anderen 130er:.

<b>Bild 46 </b>

<b>Bild 47</b>

Tauglichkeit für Fotografie und Beobachtung der Sonne bei der Calziumlinie 395 nm

Für die Nr. 074 sowie das Nr. 082 wurden dazu Strehlzahl um 0,75 gemessen. Ich hab keine Ahnung ob man bei dieser Art von Beobachtung überhaupt die volle Öffnung des Objektivs einsetzen kann. Sicher würde aber eine leichte Abblendung die Strehlkzahl auch bei dieser für Refraktoren extrem kurze Wellenlänge erheblich verbessern.

Erstes FL- Erlebnis mit dem LOZS 130 /1200

Das Objektiv ließ sich unerwartet problemlos in minutenschnelle gegen das 127 mm ED /9 Objektiv austauschen. Das sah dann so aus:

<b>Bild 48</b>

<b>Mond</b>
der fast volle am 29 01.10., wie erwarten sah man keine Spur von Farbbändern oder sonstigen Farbfehlern.

<b>Rigel</b>
als Beispiel für einen hellen Stern zeigte nicht den Anschein eines Farbsaums oder etwas wie Halo. Dagegen war der winzige Begleiter Rigel b bereits bei 60x nicht zu übersehen.

<b> Mars</b>
kam mir bei 170x ungewöhnlich kontrastreich vor, selbstverständlich mit einer blendend hellen und einer nur aufgehellten Polkappe. Leider hatte ich wetterbedingt keine Gelegenheit mehr zu einem direkten Vergleich mit einem meiner Spiegelteleskope.

Gruß Kurt

Hallo Michael, liebe Mitleser,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: mkoch</i>
<br />Hallo Kurt,

ich bin etwas verwirrt was deine Bilder Nr. 36 und 38 betrifft. Wie ist die Bezeichnung "nur Koma" bzw. "nur Asti" zu verstehen?
Offensichtlich sind da auch noch Terme höherer Ordnung enthalten, sonst müssten die Fehler symmetrischer aussehen.

Gruss
Michael
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Danke für die Frage. "nur Koma, nur Asti" soll heißen, dass alle verfügbaren Zernike- Terme für Koma bzw. Asti aktiviert sind. Die höheren Ordnungen bemekt man am Wellenfrontbild. Der Einfluss auf den ohnehin schon sehr niedrigen RMS ist gering. Wie sich das bei "genauer" Rechnung zahlenmäßig ausdrückt zeigt das Beispiel für den "worsrt case" lt. Bild <b>Bild 36 </b>

"nur Koma" (alle 3 verfügbaren Ordungen) RMS = 0,00878 lambda
"nur Koma" ( nur Grundordnung) RMS = 0,00830 lambda

Derartige Differenzen und die Angabe des RMS mit 5 Nachkommastellen sind nur noch Rechenspielchen weil praktisch völlig bedeutungslos. Vielleicht noch etwas anschaulicher: Die Erkennbarkeit von Koma (Grundordnung) im fokalen Sternbild beginnt bei ca. PtV = 0,1 lambda wave, ensprechend RMS = 0,018 lambda w. Dazu muss man die 4 und 5 Dezimale nach dem Komma nicht unbedingt kennen.

Gruß Kurt

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

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kurt</i>
"nur Koma, nur Asti" soll heißen, dass alle verfügbaren Zernike- Terme für Koma bzw. Asti aktiviert sind.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

danke für die Klarstellung. Das erklärt, warum die Bilder nicht symmetrisch aussehen. Aus meiner Sicht mach es wenig Sinn, alle Koma- bzw. Asti-Terme zu einer Gruppe zusammengefasst darzustellen. Denn Koma 1. Ordnung hat mit Koma 5. Ordnung eigentlich nicht viel gemeinsam, ausser dem Namen. Zumal die verschiedenen Ordnungen auch alle in unterschiedlichen Positionswinkeln auftreten -- dadurch entstehen ja erst die Unsymmetrien, die man in den Bildern sieht.

Gruss
Michael
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
bei den hier untersuchten Objektiven sind die höheren Ordnungen von Koma und Asti äußesrt gering und gar nicht mehr sicher den Prüflingen zuzuordnen. Das kann man durch Analyse der Einzel- Interferogramme leicht feststellen. Sie schwanken nämlich von einen zum nächten I.- Gramm in Betrag und Ausrichtung chaotisch. Man hätte sie deshalb bei den Darstellungen "nur Koma" bzw. "nur Asti" einfach wegschalten können. Ich hab aber bei anderen Objekten öfters den Fall gehabt dass die Grundordnung und die höheren Ordnungen gleichsinnig orientiert und vor allem auch stärker ausgeprägt sind.

Gruß Kurt