Hallo Kurt und Forenteilnehmer.
Sehr interessanter Beitrag
Ich finde es toll wie du mit einfachen Mitteln solche Messungen machen kannst.
Besonders gut sind dir die Beugungsbilder gelungen.
Die Trennung zwischen dem Beugungsscheibchen und dem ersten Beugungsmaximum ist sehr gut sichtbar
Man will ja die mathematischen Ergebnisse bestätigt haben.
deshalb habe ich auch einige Überlegungen gemacht.
Schwierig ist es den Begriff Strehl richtig zu beschreiben.
Er wird als Wert für die Auflösung ( Rayleigh Kriterium ) verwendet.
Er lässt sich näherungsweise über die Zernike - Koeffizienten aus dem Interferogramm errechnen und dient als Aussage ob der Spiegel genau genug ist oder sogar als Planetenkiller gebraucht werden kann.
Dabei geht es in erster Linie um die Flächengenauigkeit als Über oder Unterkorrektur,
Astigmatismus, Sphärische Aberration und Zonenfehler.
Also nur aus diesen Teilen die breit genug sind so das sie das Interferogramm noch aufzeigen kann.
Solche Abweichungen würde ich noch als Flächenunebenheiten bezeichnen und können nach meinen Verständnis noch nicht als Rauhigkeit bezeichnet werden.
Sie können gerade noch mit der Formel Strehl = e - (exp2*pi*RMS)^2 berechnet werden, für den Bereich Strehl 0,6 bis 1. Darunter ist sie nicht mehr gültig.
Unter Rauhigkeit verstehe ich Unebenheiten die zwar kleine PV Werte haben aber deren Breite so klein ist das sie auf der Fläche nicht nur zwei oder dreimal Platz haben, sondern mehr als huntertfach vorkommen.
Da ein kleiner PV Wert auf einer kleinen Flächenbreite eine stärkere Ablenkung und viel öfter hervorruft als der Selbe auf einer großen Flächenbreite glaube ich das man diese Strehlformel
so nicht mehr verwenden kann.
Diese Ablenkung ist 30 bis 40 mal stärker als der Radius des Beugungsscheibchens und geht weit über die Beugungsringe hinaus.
Wie das folgende Bild zeigt.
Hier wird das Bild vom Lichtspalt durch einen aufgedampften Aluminiumstreifen mit der Dichte 2,16 wie es beim Lyot - Test geschieht abgedeckt und lässt nur noch 0,7 % des Lichtes durch. Somit wird das Streulicht gut sichtbar man kann seine Helligkeit gut vergleichen.
Der Alustreifen hat noch den Vorteil das er die Abbildungsschärfe des Lichtspalts nicht wie der Technikal Pan durch seine Körnung zerstört, sondern sie bleibt erhalten und man kann die Schärfe und die breite des Streulichts gleichzeitig betrachten.
Und so sieht der Lichtspalt ohne Abdeckung aus.
Die obere Kante ist von der Rasierklinge abgedeckt, wie es bei der Schattenprobe geschieht.
Das Streulicht sieht man nicht mehr, weil es überblendet wird.
Aber ein überbelichteter Stern würde das wieder sichtbar machen.
Die Mikrorauheit ist ein noch sehr umfassendes Gebiet.
Daher hier noch ein paar Oberflächen Bilder die ich mit dem Nomarski Mikroskop gemacht habe.
Mit ihm war ich in der Lage, Rauheiten bis auf 8 nm Wellenfront zu sehen.
Die Rauhigkeit dieser Fläche ist im Bereich von 25 nm Wellenfront.
Die Breite der der Höhen Tiefen ist hier im Mittelwert 0,015 mm.
Diese habe ich extra grob gemacht. So wird sie wenn man kurz hintereinander
frisches Poliermittel dick aufträgt und nicht auspoliert.
Diese Fläche entspricht einer Rauhtiefe von 10 nm Wellenfront
Und diese Fläche entspricht einer Rauhtiefe von 8 nm Wellenfront.
Die Rauhigkeiten der von den Hobbyschleifer gemachten Spiegeln schätze ich sind
zwischen 15 und 10 nm Wellenfront.
Habe aber auch schon solche Flächen gesehen.
Aber zum Vergleich, ein Spiegel mit 40 nm Wellenfront Formgenauigkeit ist wiederum
schon ein sehr sehr guter Spiegel.
Nur damit man sieht in welchen Verhältnis die Mikrorauheit zur Oberflächenform
zu einander stehen.
Erst
Erst wenn es noch genauer sein muss wird mit dem Weislichtinterferometer gemessen
und das sieht dann bei 3,006 nm Wellenfrontfehler so aus.
Nun liest man des öfteren über mögliche Genauigkeiten von Lambda / 600 in der Schattenprobe messbar und Fehler von 0,01 nm mit dem Lyottest.
Leider ohne Angabe von PV oder RMS, Oberfäche oder Wellenfront.
Versuche ich diese Werte mit denen aus der Erfahrung zu vergleichen ist es mir nicht
möglich und sie wirken wie wilde Zahlen.
Meine Englischkenntnisse sind nicht ausreichend, aber vielleicht findet aus diesen Büchern doch jemand heraus, wie man Messen muss und was alles berücksichtigt werden muss das diese Zahlen gültig werden.
Es wird ja soo vieles mit Sicherheit behauptet aber ich bin noch am Zweifeln wo mir die Erklärung fehlt.
Deshalb habe ich beim Lyot-Test Versuche gemacht um ihn Quantifizieren zu können.
Dabei habe ich bemerkt das der ein und derselbe Spiegel bei einer anderen Streifenbreite
auch eine andere Struktur zeigt.
Warum, das muss noch gefunden werden.
Dazu habe ich einen gestaffelten Teststreifen gemacht.
Und hier ein Bild bei 0,10 mm Streifenbreite gemacht.
Und
Und hier bei 0,30 mm Streifenbreite.
Dazu
Dazu kommt noch, das im Streulicht nicht nur das Licht von der Mikrorauheit ist,
sondern auch das Beugungslicht der Kanten.
Da das Beugunslicht durch eine kleinere Blende nicht weggemacht werden kann,
kam ich auf die Idee es im Photoshop zu entfernen und dann im Diamodus wo der ganze Bildschirm
dunkel ist den Lichtmengenunterschied zu messen.
Leider macht meine Kamera nur ganze Lichtwertschritte.
Kurt, da möchte ich dich bitten, ob vielleicht du mit deiner Anlage diesen Unterschied messen könntest.
Hier das volle Bild
Und hier das Bild ohne Beugungslicht der Kanten.
Wie weit man mit der Rasierklinge hinein fahren muss das dieses Licht verschwindet
habe ich schon gemessen.
Seine Helligkeit sinkt bis zu einer Breite von 0,05 mm sehr schnell ab, ist aber bis 0,4 mm
Abdeckung noch ganz schwach sichtbar.
So jetzt glaube ich, ist genug geschrieben.
Viele Grüße
Alois
