Beiträge von Cleo im Thema „Reflektor ohne Obstruktion“

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Rainer,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Nachdem ich noch mal "telescope Optics,net" Figur 104(B)angesehen habe werde ich mal probieren ob die Kurven dieser einfachen geometrischen Konstruktion zu den mir bekannten passen <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    so lange es einem nur um Obstruktionseffekte auf die MTF geht, kann man sehr schön auf diese Weise arbeiten. Da wird sehr anschaulich, weshalb der Kontrast bei niedrigen Frequenzen so abfällt, wie es einer kleineren Öffnung (1-o) entsprechen würde. Und der höhere Kontrast bei den hohen Ortsfrequenzen erklärt sich daraus, dass man insgesamt weniger Fläche hat.


    Bei Wellenfrontfehlern (komplexe Phase) wird es etwas unanschaulicher...


    Viel Spaß damit und viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Gerd,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Das ist bei der fraglichen MTF aber eindeutig der Fall, es gibt nichts an dieser MTF auszusetzen!<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Nein, an der MTF gibt es nichts auszusetzen, aber an der Schlussfolgerung daraus, dass die obstruierte Öffnung auch eine höherer Grenzfrequenz haben müsste, wo sich die PSFs doch nur dann ähneln, wenn man die Breite umskaliert:


    "In fact, the plane physical parameters directly imply that the smaller obstructed aperture will actually have higher cutoff frequency than the larger [unobstructed] one." (Ergänzung aus dem Kontext)


    Und das stimmt einfach nicht. Wie oben geschrieben, für die grobe Form der MTF und die niedrigen Ortsfrequenzen passt die Umskalierung und der Vergleich. Aber der Schluss auf die cut-off-frequency ist Quatsch.


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Thomas,


    für die Fouriertransformation gilt: je schmaler die Eingangsverteilung, desto breiter die Fouriertransformierte, und umgekehrt, wie in Abschnitt 7.1.1 oben dargestellt. Für <i>ein und dieselbe</i> Verteilung kann man einfach umskalieren und dafür beliebige Bezugspunkte wie die Lage der ersten Nullstelle oder die Grenzfrequenz wählen. Auf diese Weise <i>unterschiedliche</i> Verteilungen zu vergleichen und von der Lage der ersten (oder zweiten) Nullstelle Schlüsse auf die Grenzfrequenz zu ziehen, ist nicht zulässig, weil es hier eben keinen festen Zusammenhang gibt.


    Für die niedrigen Ortsfrequenzen / die grobe Form der PSF ist der Vergleich aber durchaus instruktiv und gibt einem eine gute Vergleichsgröße. Der Rest ist keine "inconsistency in the theoretical model", sondern zeigt die Grenzen der Approximation.


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo QED,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Die Auswirkung von Zentralabschatung lässt sich mit der PSF erfassen, diese lässt sich wiederum mittels Fouriertransformation in MTF umrechnen und aus der MTF lässt sich die Strahl Ratio aus dem Volumen unterhalb der zweidimensionalen gemessenen MTF, dividiert durch das Volumen unterhalb der idealen MTF errechnen.
    So erhält man eine aussagekräftige Ratio als Zahlenwert zwischen 0-1<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Danke für die Zusammenfassung :) - das relative Volumen unter der MTF ist genau die Peakhöhe, wie ich sie oben definiert und verwendet habe, also (1-o²). Damit beschreibt man den integralen Kontrastverlust über alle Ortsfrequenzen hinweg, der aber wie mittlerweile ausführlich diskutiert nur beschränkt aussagekräftig ist.


    Viele Grüße, Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Thomas,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Daraus folgt, ein ansonsten perfektes, obstruiertes System kann in der Tat geringfügug feinerere periodische Strukturen auflösen als ein nicht obstruiertes, wenn auch mit sehr geringem Kontrast.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Tut mir leid, aber das kann ich nicht unwidersprochen lassen. Nicht dass sich das festsetzt :) Können wir bitte weg von der Argumentation und hin zur Mathematik? Wie die MTF zu berechnen ist, ist nun mal eindeutig definiert und physikalisch motiviert. Die Ergebnisse sind in Abbildung 104 zu sehen, die Bedeutung des Pupillenüberlapps ist auch gezeigt und erläutert. Aus der Breite des zentralen Beugungsscheibchens (die übrigens für nichtobstruierte Optik einen Faktor 2.44 über der minimal auflösbaren Strukturgröße liegt) argumentativ eine nachträglich laterale Skalierung der MTF ableiten zu wollen, ist mehr als abenteuerlich und mathematisch nicht zu rechtfertigen.


    Was man allerdings auch sieht: mit Obstruktion ist die MTF für die hohen Frequenzen größer. Allerdings beruht das im wesentlichen darauf, dass die Obstruktion die niedrigen Frequenzen dämpft - da müssten man mal überlegen, ob man im Sinne eines fotografischen Signal-zu-Rausch-Verhältnisses mit Obstruktion überhaupt besser dran ist als ohne.


    EDIT: letzte Aussage abgeschwächt, das war zu sehr aus der Hüfte geschossen.


    Hier zur Illustration noch ein Bildchen von der nicht-obstruierten PSF (klassisches Airyscheibchen, grün), der PSF mit 99.9% Obstruktion (Bessel-Strahl, orange), und der Auflösungsgrenze (Cosinus, blau) für gleichen Aperturdurchmesser D. Der Übersichtlichkeit halber auf gleiche Peakhöhe normiert. Die ersten Nullstellen liegen relativ zueinander bei 1.22 lambda/D, 0.77 lambda/D, und 0.5 lambda/D.



    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Thomas,


    Intuition hin oder her - beim Thema Grenzfrequenz ist halt nicht der Durchmesser des Beugungsscheibchens bis zur ersten Nullstelle relevant, sondern der maximal mögliche Winkel zwischen interferierenden Wellen, der durch den Aperturdurchmesser und die Brennweite (d.h. die numerische Apertur) festgelegt ist. Da ist ein Beugungsscheibchen mit Obstruktion halt doch was völlig anderes als ein Beugungsscheibchen mit größerer Apertur und zusätzlich sphärischer Aberration, auch wenn das so ähnlich aussieht. An der Stelle führt der "experimentalmathematische" Ansatz, den man dort oft findet (und den ich auch gern verwende), eben doch in die Irre und etwas mehr theoretische Fundierung wäre besser.


    Aber damit wir uns nicht falsch verstehen - ich schätze telescope-optics.net auch sehr und es ist wirklich eine Fundgrube. Deinem Fazit <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ich breche hier mal einen Lanze für telescope optic net, zugegeben, manches muss man sehr genau oder auch zweimal lesen, doch es findet sich dort eine Fülle von sehr detaillierter Information und auch kritische Diskussion.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote"> stimme ich daher zu - mit der genannten Einschränkung, dass es das eigene Nachdenken/Nachrechnen nicht ersetzt.


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Roland,


    die Idee, eine Art Vergleichs-Strehl mit Obstruktion am Abfall der MTF-Kurve für die beobachtungsrelevanten niedrigeren Ortsfrequenzen festzumachen ist an sich ein schöner Ansatz, nur sollte man für den auch einen andere Bezeichnung wählen. Führt sonst nur zu Verwirrung :)


    Mich hat es in diesem Kapitel verwirrt, dass die dargestellten PSFs nicht auf gleiche Gesamtenergie normiert sind - wenn ich Beugungseffekte anhand des PSF-Bildes vergleichen will, ist das eigentlich Voraussetzung.


    Wo wir gerade bei telescope-optics.net sind: der Abschnitt 7.1.1 "inconsistencies in the theoretical concept" ist extrem fragwürdig - da wird hantiert mit MTF &gt; 0 jenseits der durch den Aperturdurchmesser gegebenen Grenzfrequenz, was völliger Käse ist - da gibt es einfach kein Licht, was interferieren und entsprechende Strukturgrößen erzeugen könnte, Punkt. Von daher bleibt einem in den anderen Kapiteln ein eigener kritischer Blick auch nicht erspart.


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Gerd,


    alles klar - ich hab's nochmal nachgerechnet.


    Also zusammenfassend:
    Per Definition ist der Strehl 1.0 auch für eine perfekte obstruierte Optik.
    Die Encircled Energy wird mit Obstruktion in der Tat um einen Faktor (1-o²)² kleiner*.
    Die Peakhhöhe wird im vergleich zum unobstruierten Fall um einen Faktor (1-o²)² kleiner, wenn man den Transmissionsverlust durch die Obstruktion nicht berücksichtigt. Normiert auf gleiche Gesamtenergie in der PSF um einen Faktor (1-o²). Allerdings ist dieser Wert nur bedingt aussagekräftig, weil der Zusammenhang zwischen Peakhöhe und EE ein anderer ist als beispielsweise bei sphärischer Aberration.
    Wer's genauer wissen will, muss eh auf die MTF schauen**.


    Danke für die Geduld :)


    Nachtrag:
    * wobei ich das nur kurz numerisch nachgeprüft habe und es einigermaßen zu passen scheint, ich hab keine schöne Herleitung dieser Formel
    ** oder anderweitig darauf verzichten, das in eine einzelne Zahl zusammenfassen zu wollen.
    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Gerd,


    danke für Deine vielen ausführlichen Beiträge - bezüglich des Kutters gebe ich Dir völlig recht, da muss man für einen fairen Vergleich mit dem Yolo auch die Möglichkeit in Betracht ziehen, einen der Spiegel zu deformieren oder asphärisieren. Dann ist es kein wesentlicher Unterschied.


    Zum Jones-Korrektor: der relevante Restfehler auf Achse ist Farbastigmatismus und der lässt sich sehr wohl durch die Glaswahl beeinflussen. Ob das relevant ist oder nicht, hängt vom persönlichen Anspruch ab - bei Apos gibt es ja auch diejenigen, die unter 99% polychromatischen Strehl nix kaufen möchten :)


    Zur munteren Strehldiskussion nochmal meine Sicht der Dinge. Z.B. bei telescope-optics.net steht:


    "reduction in the relative peak diffraction intensity - and the energy content of the Airy disc - by a factor (1-o²)²"


    Genau darauf beziehe ich mich und meine, dass das so irreführend ist - bitte rechnet mal mit:


    Die Peakhöhe des Beugungsscheibchens berechnet man, indem man die Feldamplitude über die Pupille integriert und anschließend das Betragsquadrat bildet. Das Ganze sei mal so normiert, dass für die ideale obstruktionsfreie Apertur dieser Wert 1 ist.


    Mit Obstruktion muss man nur über die Fläche (1-o²) integrieren, der Wert des Integrals ist daher auch (1-o²). Das Betragsquadrat davon ist der angegebene Wert (1-o²)². Um diesen Faktor ist die Peakhöhe kleiner als im idealen Fall.


    Aber: die Gesamtenergie im Beugungsscheibchen ist bei dieser Rechnung auch um den Faktor (1-o²) kleiner, das ist der Energieanteil, der durch die nichtobstruierte Fläche geht. Um wirklich nur Beugungseffekte zu erfassen, müssen wir auf gleiche Gesamtenergie normieren.


    Die "transmissionskorrigierte" Peakhöhe des Beugungsscheibchens ist daher (1-o²)² / (1-o²) = (1-o²). Mit diesem Zahlenwert sind meiner Meinung nach die Beugungseffekte korrekt beschrieben, vor allem wenn man den obstruierte und den nichtobstruierten Fall vergleichen möchte. Ob man das jetzt Strehl nennen will oder nicht, ist dabei egal. :)


    Ist das so nachvollziehbar?


    Danke und viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Beat,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: BeatK</i>
    Obstruktion beim Newton: http://www.querbeet-astronomie…/Fangspiegelbeugung.shtml
    Ich habe nicht genau nachgerechnet, da die Abbdilung 7 eine gut ablesbare Graphik darstellt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    die Abbildung ist richtig und setzt die Maximalintensität ins Verhältnis zum Fall ohne Fangspiegel, aber enthält neben dem Beugungsverlust auch den Transmissionsverlust durch die Obstruktion, was ziemlich irreführend ist - man rechnet sonst ja auch die Transmission nicht ins Strehlverhältnis mit rein. Der richtige Wert für den Strehlverlust ist daher nicht (1-o²)², sondern 1-o², d.h. er entspricht der obstruierten Fläche.


    Bei den von Dir genannten 17% Obstruktion kommt man daher auf 97.1% Strehl, was noch ziemlich gut ist.


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Georg,


    das mit den Spotdiagrammen ist immer eine Frage des Maßstabs und bei unterschiedlich lichtstarken System eh schwierig :)


    Ich hab mal folgenden Vergleich:


    130 mm Yolo mit f/13.6: 63% Strehl bei Feldwinkel 0.25°
    130 mm Chiefspiegler (oder Newton) mit f/13.6: 97.2% Strehl bei Feldwinkel 0.25°


    Da sieht man, dass beim Chiefspiegler die Hauptaberration von Schiefspieglern (linearer Astigmatismus) korrigiert ist. Der oben genannte Chiefspiegler ist von der Performance her ein Newton mit f/8, die Koma ist nach allgemeinen Maßstäben also vernachlässigbar. Man könnte ihm der Perfektion halber auch noch einen (herkömmlichen) Komakorrektor spendieren.


    Klar ist aber auch, dass das schnellere System das toleranzempfindlichere ist, v.a. wenn die ganze Brechkraft in nur einem Spiegel steckt statt in zweien.


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Gerd,


    ich hab den Greulich-Reflektor mal ins Optikdesignprogramm eingegeben und komme selbst bei 5" und f/24 nur auf 90% Strehl, weil man mit der torischen Linse die Koma nicht wegbekommt -&gt; finde ich nur mäßig attraktiv.


    Dass man Brillengläser als einfach verfügbaren Astigmatismuskorrektor verwenden kann, lohnt sich aber im Hinterkopf zu behalten!


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Thomas,


    das Schöne - zumindest in meinem Fall als Nicht-Selberschleifer - ist, dass man den Chiefspiegler komplett aus Kaufkomponenten zusammenbauen kann. Ich bin übers Mechanik-Selbstbauen noch nicht rausgekommen...


    Erstes Schleifprojekt wäre ganz klar auch ein Yolo.


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Thomas,


    den Link zu yolo.ch fand ich in einem älteren Astrotreff-Beitrag. Das Web Archive http://www.archive.org ist auch sonst öfter mal ganz praktisch.


    Zu Deiner Frage: so kurzbrennweitige Yolos werden ziemlich angespannt und toleranzempfindlich und die Performance abseits der Achse geht auch deutlich schneller in die Knie, wenn ich mich nicht irre. Die meisten Schiefspiegler sind ja durch Astigmatismus limitiert, der auch noch linear mit der Feldhöhe wächst und deshalb relativ schnell zuschlägt.


    Ich würde da einen Jones-Korrektor aus einem niedrigdispersiven Glas verwenden. Das geht bis ca. f/8 und ist bis auf die "normale" Newtonkoma (die bei f/8 nicht ins Gewicht fällt) übers ganze Feld korrigiert, d.h. der lineare Astigmatismus tritt nicht auf. Niedrigdispersiv deshalb, weil die Korrektur sonst zu viel Farbastigmatismus erzeugt. Also sowas ähnliches hier: http://www.reise-teleskop.de/8…schiefspiegler/index.html


    Den Spiegel für einen Sechszöller dieser Art habe ich bereits rumliegen, die Kataloglinsen für den Korrektor sind schon rausgesucht und können dann jederzeit auch für größere Spiegel verwendet werden, wenn es mal funktioniert [:)]


    Viele Grüße


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Ronald,


    richtig, das war der "CLANT" von Orion - ein "clear aperture Newton", gefertigt durch Herausbohren eines off-axis-Segments mit 90 mm Durchmesser aus einem normalen parabolischen Spiegel.


    Ausführlichst dokumentiert hier.


    Auf den verschollenen Seiten von yolo.ch war auch ein handpolierter Off-Axis-Newton, wenn ich mich richtig erinnere.


    Viele Grüße, Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Beat,


    damit hast Du auch das wesentliche Argument gegen einen Kutter-Schiefspiegler ohne Korrekturlinse gebracht - der hat grad so um die 90% Strehl, das ist mir auch zu wenig.


    Und wo Du den aplanatischen Yolo erwähnst: ich erinnere mich, dass da auf den Schweizer Webseiten mal einer vorgestellt wurde, aber ich konnte nichts mehr dazu finden. Hast Du zufällig irgendwo noch Infos dazu?


    Danke und viele Grüße,


    Holger

  • Reflektor ohne Obstruktion

    Hallo Georg,


    meine Meinung: vollkorrigiert ist schön, wäre aber nur für Fotografie relevant, und da würdest Du bei dem langsamen Öffnungsverhältnis sowieso nur Planeten und Ahnliches fotografieren, die man mittels Nachführung in der Bildmitte halten kann. -&gt; Lohnt sich nur wegen der Freude, etwas Besonderes gebaut zu haben. Ich würde erst mal beim Yolo bleiben, für visuelle Beobachtung und Planetenfotografie ist der auf jeden Fall gut genug und hat noch ein übliches Öffnungsverhältnis, so dass man keine exotischen langbrennweitigen 3"-Okulare braucht.


    Viele Grüße, Holger