Planspiegelprojekt

  • Hallo,


    nach langer Abwesenheit hier melde ich mich mit einem für mich neuen Thema zurück. Über viele Monate, in Summe ca. 2 Jahre hat mich ein 18er f/4,5 beschäftigt, der einfach nicht so wollte wie ich. Nun ist der Spiegel endlich fertig (Startest fehlt zwar noch, doch ist der Spiegel nach allen Regeln der Kunst mehrfach vermessen, Interferometrisch, Foucault, in Autokolimation gegen einen 460mm Planspiegel bei Alois) so dass es diesmal eine Formsache sein sollte.


    Herzlichen Dank an Alois Ortner, den ich am Ende besuchen durfte um mit Ihm und bei Ihm vor Ort in 3 Tagen (und Nächten) das Tüpfelchen auf das 'i' zu machen.


    Nun will ich mich auf einem für mich neues Gebiet bewegen: Planspiegelherstellung. Was bisher geschah:


    > Einlesen in die Materie
    > Beschaffung von 3 Rohlingen mit je 130 *15mm aus Borofloat
    > 'Grob' (mit WCA 15 my) und Feinschliff (bis 1 my) der 3 Scheiben gegeneinander, Grobschliff auf Vorder- und Rückseite
    > Bau einer Spiegelhalterung Halterung für den Foucault und Ritchey-Common Test



    > Herstellung eines Poliertools, aufziehen und herrichten der Pechhaut (mit 28er Schwarzpech, Temperatur im Polierraum ca. 18 Grad)
    -> hier die erste Frage: zumindest bis zum Auspolieren sollte man doch recht hartes Pech verwenden, oder?
    > Anpolieren der Scheibe 2 und 3, jeweils bisher 35min, rein mit TOT. Eine Unterbrechung nach 15min hatte gezeigt, wie und wo die Politur greift, aktuell bin ich bei Länge 1/2 mit gut 1/4 Überhang, W-Striche


    Es ist noch ungewohnt, doch hat nach etwas probieren der Foucaulttest mit dem anpolierten Spiegel geklappt. Als Sphäre kommt mein alter TAL-2 Spiegel zum Einsatz, mit d = 150mm, KR = 2400mm. Hier handelt es sich um eine wirklich guten Kugelspiegel, Interferometrisch besser als 0,95 Strehl.


    Anbei erste Foucaultaufnahmen, hinter der Messerscheide habe ich ein kleines selbst gebasteltes Fernrohr (Achromat mit d=30mm und f= 110mm, dazu ein 26mm Plössel). Aufgenommen wurde mit meiner Digiknipse, Einstellung war mit 4-fach optischen Zoom.


    Bild1


    Bild3


    Im Doppelpass mit einem unbeschichteten Prüfling kommt nicht allzu viel Licht zurück, Schwierigkeiten bereiten mir hier am meisten das Ausrichten des Mess-Standes.


    Auch habe ich mir einen Halter für den Ritchey-Common-Test gebastelt. Ich hatte noch einen Lichtwellenleiter mit 60my Auslass, der auf der anderen Seite per LED "angesteuert" wird.


    Der sieht so aus:


    Von hinten:


    Aktuell ist ein 9mm Okular in Verwendung, das Oku kann mit zwei Handgriffen getauscht werden


    Von vorne:


    Rund ums Oku habe ich eine weiße Blende angebracht. Mit gut dunkel adaptiertem Auge kann man tatsächlich den Lichtreflex des künstlichen Sterns nach Doppelpass (d.h. 1,6 Promille des Lichts kommen zurück) gerades so noch erkennen.


    Mit dem anpolierten Spiegel habe ich etwas herumgespielt. Der Planspiegel war auf 45 Grad gestellt, KR wie geschrieben 2400mm. Anbei die Abbildung


    a) im Fokus (Seeingeffekte und Vibrationen durch Laminatboden sind merklich, hier die beste Aufnahme



    b) 2mm Intrafokal verfahren



    c) 2mm Extrafokal verfahren



    Mit fehlt hier noch jegliche Erfahrung. Ich hätte Intra- und Extra- jeweils um 90 Grad verkippte längliche Bereiche erwartet. Was mir einfällt: sind die 45 Grad Neigung hierfür zu wenig? Mir ist klar, dass bei 20 oder gar 10 Grad der Effekt deutlich stärker ausfallen würde.
    Oder ist der Spiegel kurz nach dem Feinschliff noch (recht) gut plan?


    Für Anregungen, Hinweise, Tips und Tricks wäre ich sehr dankbar.


    Viele Grüße


    Achim

  • Hallo Achim,


    das Wechseln zwischen Foucault und Sterntest ist immer etwas zeitraubend. Am besten ist es, beide Tests jeweils fest auf einem Brett aufzubauen, da sparst Du Dir viel Justierarbeit.


    Um die Fokuslinien im Sterntest sehen zu können, brauchst Du schon eine gute Sphäre im Prüfling, sonst geht das unter. Ich weiss nicht, ob Du so kurz nach dem Feinschliff schon so nah dran bist. Auch würde ich von Anfang an den Sterntest unter einem flacheren Winkel machen, da wird das Ganze eindrücklicher und das Bild auch heller (stärkere Reflektivität des Prüflings). Die 60µm Durchmesser Deines Lichtleiters könnten für den Sterntest schon um einiges zu viel sein. Ich weiss gar nicht mehr genau, wie groß mein Pinhole damals war, aber ich glaube eher im Bereich 10µm (bei 1200mm Brennweite der Referenzsphäre). Harry kann Dir da sicher mehr dazu sagen, der hatte da auch einiges dazu ausprobiert.


    Dein TAL Spiegel ist ja ideal zum Testen. Hätte ich bei meinem FS auch gern gehabt [:o)]. Ich musste den Sterntest mit einem extrem abgeblendeten Parabolspiegel machen [xx(]


    Ich wünsch Dir viel Spass beim FS machen. Ist was ganz anderes als Parabolspiegel und ich fand's zumindest ziemlich spannend.


    Viele Grüße
    Reiner

  • Hallo Achim,


    interessantes Projekt so ein Fangspiegel!
    Oder soll es gar ein Planspiegel werden?
    Jawohl, ich bestehe auf diesem kleinen aber feinen Unterschied[:D]


    Sehe die Sache mit dem Pinhole genauso wie Reiner. Das ist mit Sicherheit zu groß. Du solltest da Beugungsringe drumherum sehen. Das geht praktisch nur mit einer Laserdiode *ohne* Optik. Evtl gedimmt im LED Modus. Wird vielleicht immer noch zu hell sein, aber mit irgendeinen passenden Filter vor dem Okular geht das immer.


    Vielleicht hilft Dir mein kleiner FS Bericht:
    http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=90704
    Ich fand den Foucault-Test wenig hilfreich, und weiß bis heute nicht was man da eigentlich sieht.
    Zum Einjustieren des Setups hatte ich zufälligerweise eine Laserdiode mit abschraubbarer Optik. Also mit der Optik und den scharfen Laser-Reflexen zielen und alles zurechtrücken, danach abschrauben und messen bzw beobachten.


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo Achim,


    ich bin der gleichen Meinung wie meine Vorredner. Dein "Pinhole" ist zu groß. Das einfachste ist wirklich, einen roten Laserpointer zu nehmen und ihn seiner Optik zu entledigen. Ein einfacheres "Pinhole" gibt's meiner Meinung nach nicht.


    Ich hatte das gleiche Phänomen wie du. Selbst mit deinem zu großen Pinhole ist tendenziell zu erkennen, daß du Intrafokal eher zu einem Balken kommst wie extrafokal. Oder anders gesagt, daß der Balken eventuell extrafokal schon bei 0,1 mm kommt, intrafokal aber erst bei 0,3mm. Ich meine hier gilt wie beim Parabolspiegel machen erst mal, polish more, worry less. Ich hatte auf dieses Phänomen auch keine Antwort bekommen. Und je näher man am Ende dem Planspiegel kommt, desto schneller verschwindet das Phänomen auch wieder.


    Wichtiger ist aber erstmal, daß du ein ordentliches Pinhole hast. Dann schaut die Sache gleich viel eindeutiger aus.


    Gutes gelingen noch,


    Harry

  • Hallo,


    Laserpointer habe ich, zwei sehr einfache bei denen die 'Optik' - eine Plastiklinse - sehr einfach entfernt werden kann. Nur das hierbei die Lichtquelle kleiner an 60my ist leuchtet mir zunächst nicht ein. Wie groß wäre da die Lichtquelle?


    Ich habe auch noch eine etwas bessere Laserdiode (China-Import, 5mW) mit abschraubbarer Optik (2-Linser) -wäre so etwas besser geeignet?.


    Zunächst wollte ich erst mal versuchen, ob der Aufbau prinzipiell funktioniert - was er ja tut. Klar muss erst auspoliert werden, doch wenn man dabei etwas gezielt vorgehen kann, spart dies später eine Menge Arbeit.


    Viele Grüße


    Achim

  • Hallo Achim,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: AchimS</i>
    Wie groß wäre da die Lichtquelle?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Bei den Laserdioden die ich für's PDI Interferometer verwendet habe ist die aktive Fläche nur wenige Mikrometer gross. Als grobe Schätzung ungefähr 5µm * 10µm.
    Wenn man die Diode mit weniger Strom im LED-Modus betreibt, dann wird es ein breiter Balken mit etwa 5µm * 250µm, aber mit Helligkeitsschwerpunkt weiterhin in der Mitte.


    Gruss
    Michael

  • hallo


    das Problem ist ja das der laser immer eine rechteckige Lichtquelle hat.
    Ich hatte mir den Laser mit einer ca. 1mm Lochblende an die Decke gebaut und in ein 4 oder 9mm Okular gestrahlt, ca. 30mm unter bem Brennpunkt dann ein halbdurchlässiger Spiegel ( Strahlteilerplättchen) zum umlenken. So war das alles schön auf einer Achse und gab schöne Beugungsringe und auch scharfe Astilinien im jeweiligem Fokus, Ronchi war so auch möglich, für Foucault ist das aber zu krisselig.
    da ist Slitles mit LED besser.
    Über den Abstand sag. und tan. Focus kann man den Radius bestinnen, nebenbei muß man aber auch auf Zonenfreiheit achten, das ginge dann mit Ronchi ohne den Aufbau groß zu ändern oder Foucault.
    Wenn auspoliert ist und der Radius per Sterntest nicht mehr messbar, kann man im reinem Foucault fertig polieren, auch mit Coudermaske, jede Abweichung von Plan produziert ein Schattenbild ähnlich einem Parabolspiegel, man sieht da noch Unebenheiten bis ca. lambda/40 da im Doppelpass.


    Gruß Frank

  • Hi Achim,


    warum das mit dem Laser so gut funktioniert, bzw. warum der überhaupt eine solch winzige Lichtquelle darstellt, obwohl wir ja die Optik entfernen und dann einen riesigen Lichtkegel haben? Soll ich ehrlich sein? Ich hab keine Ahnung. Den Tip hat mir damals der Alois gegeben. Ich hab ihn einfach befolgt und muß sagen, der war Gold wert.


    Ich an deiner Stelle täte erstmal deine China-Optik nehmen weil sich die durch abschrauben der Linse zerstörungsfrei testen läßt. Genau so ein Teil mit abschraubbarer Linse hab ich auch genommen. Mein laser hängt noch an einem Labornetzteil. So kann ich ihn etwas dunkler dimmen.


    Bin schon mal gespannt, wie es bei dir weiter geht.


    Grüße,


    Harry

  • Guten Morgen,


    Michael, danke für die Info! Die 5x10my Austrittsfläche würden auch theoretisch gut zu mit meinen Versuchen am letzten f/3.7 Spiegel passen. Da war die Laserdiode immer noch brauchbar.
    Das Beugungsscheibchen hätte im ROC, also dann bei f/7.4, einen Durchmesser von ca 11my. (Faktor-2-Fehler mal außen vor[:D])
    http://www.otterstedt.de/wiki/index.php/Beugungsscheibchen


    Achim, in Deinem Fall mit f/16 im ROC braucht es also kleiner 25my. Du wirst ein gutes Dutzend wunderschöner Beugungsringe sehen[^]


    Übrigens, der Witz an einem Fangspiegel ist, das er keinesfalls plan sein muss. Der RC Test mit künstlichen Stern und im Winkel des späteren Einbaus ist *der* Nulltest dafür. Mehr braucht es nicht. Selbstverständlich mit immer gleicher Orientierung des FS, aber man kann sich die schönste Winkellage aussuchen.
    Es reicht, den sichtbaren Asti rauszupolieren. Die Frage ist nur wie man das macht! Das Problem ist nämlich, daß es Zustand "Fast fertig" schwierig wird lokale Retuschen anzubringen. Aber mit einer guten Pechhaut kann man es blind versuchen. Genauso ist mir mein erster FS "zugeflogen". Wie oben beschrieben, 4x dreiviertel Stunde nach dem auspoieren, so schnell ging es nicht mal mit der Referenzsphäre[:D]


    Wie groß soll denn der fertige Spiegel werden?


    Viele Grüße
    Kai

  • Hallo,


    vielen Dank für die Hinweise und den Tip mit der Laserdiode. Die Spiegel 2 und 3 sind mittlerweile auf der Stathis-Auspolierskala bei 8 bis 9 angelangt. Der Ritchey-Common-Tester hat nun eine 1mW Laserdiode ohne Optik als Lichtquelle. Nun geht es gleich viel besser, auch ist das Ausrichten bei der hellen Lichtquelle wesentlich einfacher.


    Eben habe ich erstmals wieder gemessen und auf Fotos gemacht. Visuell sieht man die Beugungserscheinungen noch deutlich besser. Bei meinem Foto kann ich leider weder die Belichtungszeit manuell einstellen noch manuell fokussieren.


    Der Aufbau ist wie folgt:
    Krummungsradius Referenzsphäre: 2400mm (bei d = 150mm = f/16)
    Anstellwinkel Planfläche: 45 Grad


    Intrafokal 1,6mm:



    Fokus:



    Extrafokal 1,4mm:



    Kann mir bitte jemand mit der Formel zur Berechnung des Krümmungsradius bei diesen Daten (Delta intra zu Extra : 3mm) aushelfen? Jene, welche ich im Netz gefunden habe klappt nicht (oder ich habe einen Denkfehler)


    Viele Grüße


    Achim


    p.s. der Foucaulttest zeigt einen mäßigen Ringwulst auf ca 80%


    Nachtrag: Der Abstand zwischen Okular und Mitte Planspiegel beträgt 2,33m. Ich habe nochmals mit der Formel gekämpft und komme auf R = 9,65km - kann das stimmen?

  • Hallo Achim,


    welche Formel hast Du verwendet?
    Auf der Seite von Reiner findet sich eine:
    http://www.biophysik.uni-freiburg.de/Reiner/ATM/atm.html


    Reiner schreibt aber, bei bewegter Lichtquelle kommt noch ein Faktor 0.5 dazu.
    Das denkt sich mit dieser Quelle, Seite 8 bzw gedruckt die Seite 312:
    http://www.optics.arizona.edu/…faceOpticalComponents.pdf


    Ich komme mit Reiners Formel und Deinen Werten (Abstand = 2,33m, Verschiebung = 0,003m) zunächst auf 5118m, bzw auf 2559m mit dem Faktor 0.5
    Mit der Arizona-Formel kommt 2562m heraus.
    Vermutlich kann man beide Formel auseinander ableiten, Additionstheoreme und so'n Zeug, aber ich denke die circa 2,5km sind plausibel.


    Viele Grüße
    Kai

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