Beiträge von BeatK im Thema „Yolo Sekundärspiegel mit Verspannung“

    Dreiblatt: Da weiss an ehesten Guntram, woher das kommt. Vielleicht liest er mit und gibt uns Bescheid.


    Zur Simulation des ganzen Teleskops habe ich Pointspread von Hans-Jürgen Busack. Er hat mir geholfen, ein Yolo einzugeben und nun kann ich alle Yolos simulieren, die ich will. Ich kann bei Bedarf ein Beispiel schicken. Das sollte per Mail möglich sein.

    Leider weiss ich nicht, wie man in diesem Programm eine Punktquelle simuliert. Das wäre für Einzelspiegel in der Testanordung (wie oben) schon sehr praktisch. Vielleicht kann uns da ein Leser helfen. Hans-Jürgen ist in verdienter Pensionierung...


    Die Radiusdifferenz des Sekundärspiegels beim Yolo lässt sich mit Winspot mühsam ausprobieren.

    Winspot ist ja der insuffiziente Nachfolger vom genialen DOS TCT (tilted component telescopes) -Programm von José Sasian. Bei Sasian gibt es eine Optimierungs- Routine, welche u.a. bequem die Radiusdifferenz rechnet. Wenn Du, Rainer, einen DOS kompatiblen Computer hast (was ich annehme) kann ich Dir eine CD mit dem Programm und Beispielen schicken. (Mail verweigert die Übermittlung.)


    Gruss, Beat

    Hallo Rainer


    Ich verstehe Deine Frage vielleicht nicht richtig, aber:


    Bei einem Spiegel messen wir den Radius ja z.B. im Foucault Test oder noch einfacher im Sterntest. Das geht beim Toroid analog nur gibt es da einen langen und einen kurzen Radius: Die Schneide muss man entsprechend um 90 Grad drehen. Beim Sterntest messen wir in der jeweiligen Brennlinie, das ist noch einfacher.

    Auf diese Weise haben wir natürlich auch den Radiusunterschied bestimmt, in unserem Fall 63 mm. Mit der "Suiter Formel" können wir das in Wellenlängen umrechnen. In guter Näherung nehmen wir dafür der mittleren Radius.


    Den Ellispoidtest bauen wir zunächst mit dem mittleren Radius auf. Den lateralen Abstand von Punktquelle und Schneide (Okular, PDI etc.) rechnen wir nach der Formel in der Testskizze (ein paar Beiträge weiter oben) und platzieren sie ungefähr.

    Die Abstände von Punktquelle und Okular zum Spiegel gleichen wir an (ich mache dies mit einem Lasermeter).


    Der abgebildete, defokussierte künstiche Stern wird wegen Restastigmatismus oval und schräg abgebildet sein. Durch Korrektur der Rotation des Spiegels (oder einfacher Höhenverstellung von Punktquelle) soll er waagrecht/senkrecht und durch Korrektur des lateralen Abstandes von Punktquelle zu Okular kreisrund werden. Wir haben dann bei gut geratenem Spiegel im Fokus ein perfektes Airy Pattern, so wie rechts im dritten Beitrag auf dieser Seite.

    Dann kann es mit dem Roddier Test oder der PDI Interferometrie losgehen.


    Gruss, Beat

    Ich habe viele Spiegel und Teleskope, letztere in Autokollimation, getestet. Erst bei diesem verspannten Spiegel habe ich den sekundären Asti beobachten können. Zuerst wusste ich gar nicht, was da den Ellipsoidtest so schwierig macht, bis dann bei der Interferometrie und beim WinRoddier Test die Zernikes die Lösung brachten.


    Nicht nur in der Physik vereinfachen wir Aufgaben, indem wir die nicht signifikanten Grössen weglassen. Den Ellipsoidtest betreffend zitiere ich einen Ausschnitt aus Lukas Howald's Broschüre über den torischen Spiegel:


    Gruss, Beat

    Hallo Rainer, Michael und alle Interessierten


    Der Sekundär-Spiegel des Yolo Teleskops wird verspannt, damit er astigmatisch wird. Wir möchten gerne nur primären Astigmatismus. Leider gibt es zu viel sekundären. Die Frage war nach dem Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti. Eine eher akademische Frage, die aber nicht uninteressant ist.


    Beim Testen In der Ellipsoid Konfiguration eliminieren wir den primären Asti und haben dann, wenn die Kollimation stimmt, nur noch den sekundären (und die sonst noch übriggebliebenen kleinen Aberrationen).


    In der folgenden interferometrischen Auswertung ist der Einfachheit halber nur der sekundäre Asti aktiviert.

    Der PV Wert des 2nd Asti beträgt hier 0.55 Wellenlängen bei 550 nm.


    Den primären Asti können wir rechnerisch bestimmen: s. Skizze der Ellipsoidkonfiguration oben. Die gemessenen Werte:

    Spiegel Durchmesser 100mm

    Kurzer Radius 4100 mm

    Langer Radius 4163 mm

    U der laterale Abstand von Punktquelle zu Empfänger 1020 mm


    Mit der Defokusformel in H.R. Suiter, wenn sie nach Delta n aufgelöst wird, rechnen wir die Anzahl Wellenlängen bei einer Radiusdifferenz von 63 mm:



    Es ergeben sich 8.5 Wellenlängen Asti bei 550 nm


    Die Formel von Dale Eason in DFTFringe unter Tools: Bath Astig Calculator

    Ergibt 8.6 Wellenlängen, also in etwa denselben Wert.


    Ich hoffe, richtig gerechnet zu haben.


    Wie Du, Rainer, richtig schreibst ist ein typischer Wert fürs Yolo ein primärer Asti des Toroids von 12 bis 15 Wellenlängen. Wir sind also noch recht weit davon entfernt. Das Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti beträgt etwa 15 : 1. Wenn das Verhältnis bei zunehmender Verspannung konstant bleibt (was wir annehmen), so wird der sekundäre Asti zunehmen derart, dass noch mehr des Toroids abgeblendet werden muss.


    Beim geschliffenen/polierten Toroid kann man, wie erwähnt und gezeigt, über 95% des Spiegel Durchmesser benutzen und das bei grösserer Radiusdifferenz als der aktuellen, mit welcher ich experimentiert habe.


    Gruss, Beat

    Hallo Rainer


    Deine Frage, ob ich nun den Spiegel in der Fassung polieren werde, ist wohl eine rhetorische…


    Der Spiegel wird in der vollen Öffnung von 100mm nicht zu gebrauchen sein.


    Bei 80% des Durchmessers erreiche ich 0.93, einen Strehl-Wert, der einem guten, langbrennweitigen Newton mit geringer Obstruktion analog ist (Strehl- Definition beachten). Für mich soll das fertige Yolo Teleskop mindestens einen Strehl Wert von 0.96 haben (oder max Fehler von 0.03 Wellenlängen rms), was machbar ist. Ein Yolo ist für mich ein Referenzteleskop. Der Sekundärspiegel wäre nicht nur qualitativ unter der Grenze, sondern auch noch um 20% zu gross, was sich ungünstig auf die Kippwinkel und das Gewicht auswirkt.


    Erst bei einem Durchmesser von 2/3 ist der Strehlwert wie er sein soll, um 0.98. Der Sekundärspiegel müsste dann aber einen grösseren Durchmesser als der Primärspiegel haben. Die bewährten Yolo Designs haben einen Sekundärspiegel mit Durchmesser von 3/4, nicht nur 2/3 des Primärspiegels. Einer meiner ersten Spiegel sollte ein Cassegrain Primärspiegel werden und wir haben mit Eugen Aeppli (mit Bath zusammen auch ein Vater der Interferometrie) ein Loch im Zentrum gebohrt und dann den Zylinder für die Bearbeitung in den Rohling zurück-gegipst. Das hat gut funktioniert. Den zentralen Teil hat man dann wieder entfernt: Fürs Yolo wäre dieser der nützliche. Ob das in der Verspannung machbar wäre?


    Ich bleibe beim geschliffenen Toroid. Ich kann praktisch die volle Öffnung verwenden, kann eine sehr hohe Güte erreichen. Ich brauche keine komplizierte Verspannung, brauche keine mechanische Werkstatt, spare Gewicht. Entgegen aller Berichte und der Literatur ist die Herstellung keine besondere Herausforderung. Mit Polieren in der Verspannung erreicht man eine etwas geringere Rauheit der Oberfläche. Das hat mich daran interessiert.


    Ich möchte den Spiegel in der Verspannung als Erinnerung behalten und für Demo Zwecke nutzen.


    Gruss, Beat

    Hallo Michael


    Es geht mir beim genannten Verhältnis um die Empfindlichkeit der Messung.. Ich bezweifle Deine "entscheidende Frage" nicht. Das Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti sei angenommen 100. Die Verspannung würde z.B. auf eine Wellenlänge primären Asti eingestellt . Dann dürfte es mit der Messung schwierig werden, weil wir dann den sek. Asti in der Grössenordnung von Hunderstel Wellelängen messen sollen. Ich kann es aber einmal versuchen.


    Gruss, Beat

    Hallo Micheal


    Natürlich nein, das geht ja nicht. Ich bin der Meinung, es immer wieder erwähnt zu haben. Ich messe in Ellipsodikonfiguration, so wie es auch Leonard vorgeschlagen hat. Hier nochmals die entsprechende Skizze:

    Es ist genial: das Toroid lässt sich wie ein Sphäroid testen.

    Ich weiss nicht, ob deine Idee, bei wenig Verspannung auf der optischen Achse zu messen, funktionieren würde: Das Verhältnis von primärem zu sekundärem Asti ist möglicherweise zu gross. Darum hatte ich oben die Rechnung vorgeschlagen: Es ginge um die Grössenordnung dieses Verhältnisses.


    Gruss, Beat

    Hallo Michael


    Ich präsentiere gerne alle Zernikes. Ich weiss nicht wie eine PDF Datei laden und habe die erste Seite fotographiert und als jpg eingefügt. Das wäre also die volle Öffnung:



    Wenn ich den primären Asti auskollimieren statt deaktivieren soll ist das eine langwierige Aufgabe, wie schon erwähnt. Wegen dem ausgeprägten sek. Asti kann man es visuell nicht machen und muss die Interferometrie nach jeder Änderung der Testgeometrie wiederholen. Ob Du eine andere Idee hast, wie man es machen könnte? Ich habe das bei 80% Öffnung nahezu hingekriegt, die Geometrie dann aber für den Test bei bei 100% belassen. Wenn der Spiegel einen hohen Strehlwert hat, wie das bei meinen geschliffenen Spiegeln der Fall ist, kann man die Kolilmation visuell mit dem Sterntest sehr gut machen, derart dass der primäre Asti verschwindet.


    Es ist also viel einfacher, den primären Asti zu deaktivieren. Er hat in der Ellipsoid Konfiguration gar keinen interessanten praktischen Wert, weil er ja im Prinzip Null sein soll. Er gibt mir lediglich einen Hinweis dafür, dass die Testgeometrie einigermassen stimmt, was ja der Fall ist: Der primäre Asti ist hier in der gleichen Grössenordnung wie der sekundäre. Würde es denn, wenn die Kollimation nicht ganz genau stimmt, eine Äderung bei den anderen Zernikes geben, die Relevanz hat?


    Gruss, Beat

    Hallo


    Beim heuten Regenwetter kann ich noch weitere Resultate anbieten:


    Je in Startest bei voller Öffnung von 100mm, bei Reduktion auf 80% und 67%



    Aufgenommen mit der Laserdiode im LED Modus und der Guide Kamera UltrastarC. Die Punkte nebenan sind Artefakte.


    Dann noch die Interferometrie bei voller Öffnung und deaktiviertem primärem Asti.



    Die "Contour Lines" verschwinden hier bei 0.6 Wellenlängen. Das entspricht dem PV Wert der Wellenfront, wenn ich das richtig interpretiere. (Im besten Fall bei 2/3 Öffnung oben waren es knapp 1/7 Wellenlänge.)


    Gruss, Beat

    Hallo


    Zuerst einmal danke für das grosse Interesse und Dir Rainer für die aktive Mitarbeit und Markus für die motivierende Vorarbeit.


    Hier nun die aktuellen Messresultate:

    Zur Erinnerung: Der sphärische Spiegel (Strehl mindestens .98) in der Verspannung misst 100 mm im Durchmesser, ist 14 mm dick, die Radiusdifferenz beträgt 60 mm. Ich habe diesen Wert gewählt, weil das Verhältnis zum ROC (4100 kurzer Radius) in etwa dem eines Standard Yolo entspricht. Ich brauche dazu nur eine Feder. In dieser Konfiguration gibt WinRoddier wegen dem ausgeprägten Astigmatismus nicht ganz verlässliche Werte und ich habe die End-Evaluation mit dem aufwändigeren PDI gemacht.

    Klar ist, dass wir den Spiegel nicht bei voller Öffnung nutzen können, da genügt die WR Messung wie ich sie präsentiert habe.



    Resultat mit einer Blende von 80 mm Durchmesser (80% der Öffnung):



    Resultat mit einer Blende von 67mm (2/3 der Öffnung):



    Der Strehl Wert bei Blende von 67 mm entspricht dem meines geschliffenen 100 mm Toroids mit Radiusdifferenz von 124 mm bei 97 % Öffnung.

    Die Senke im Zentrum ist ein Artefakt bedingt durch Reflexion an der hinteren Spiegelfläche.

    Es fällt auf, dass ein Dreiblattfehler auftaucht. Gibt es dafür eine Erklärung?


    Gruss, Beat

    Hallo Michael

    Ich werde das machen oder mindestens versuchen wenn die in Arbeit befindlichen Experimente abgeschlossen sind. Nimmt mich ja auch wunder. Aktuell mache ich die Messungen bei Radiusdifferenz um 60 mm. mit unterschiedlichen, die Öffnung reduzierenden Masken. Ich möchte dann die Radiusdifferenz auf etwa 100 mm vergrössern, dasselbe erneut machen. Oder soll ich vielleicht besser zuerst Deine Idee verwirklichen, weil der Spiegel bei 100 vielleicht bricht?

    Gruss, Beat

    Hallo Michael


    Zitat: "wenn man das Verhältnis von sekundärem zu primärem Astigmatismus genau bestimmen will..."


    In DFTFringe unter Tool gibt es einen Asti Calculator und darunter ist eine zugehörige Formel angegeben. Ich nehme an, dass das Resultat der Formel in mm ist.

    Ich habe eine "Beam Separation" von 988 mm. Das ist für den Rechner ein zu hoher Wert. Wenn ich aber nach der Formel gehe, komme ich bei 100mm Oeffnung auf einen Asti von 4426 nm. Der sekundäre Asti ist im Report oben mit 0.081 in X Richtung angegeben. Das dürften Wellenlängenbruchteile sein. Auf diese Weise dürfte das Verhältnis von prim zu sek Asti zu berechnen sein, wie Du es vorschlägst. Wäre die Idee, dass der Quotient eine Hilfe sein könnte, um abzuschätzen wieviel Verspannung bei gegebener Toleranzgrenze möglich ist? Oder ist eine andere Idee dahinter?


    Gruss, Beat

    Hallo


    Guntram: Der Spiegel ist 14 mm dick.


    Rainer: Es spielt keine Rolle, ob ich den primären Asti in der Ellipsoid Konfiguration auskollimiere oder deaktiviere. Das ist ja von mir aus gesehen auch zu erwarten. Disablen macht das Messen relevant einfacher.


    Schon mal im Voraus: Das Abdecken auf 2/3 gibt sehr gute Resultate. Ich decke mal auch weniger ab und berichte dann über beides.


    Gruss, Beat

    Hallo Michael


    Ich kann bei der Messung im Ellipsoid Test die Geometrie visuell mittels Startest so einstellen, dass der primäre Asti verschwindet, was ja die Grundidee der Testkonfiguration ist. Das ist bei meinen geschliffenen Toroid Spiegeln einfach, weil sie kaum Aberrationen haben. Bei diesem verspannten Spiegel stört der sek. Asti derart, dass ich es nicht visuell, sondern mit wiederholten Messungen machen muss und das ist recht aufwändig. Ich werde es aber mit dem auf 2/3 abgeblendeten Spiegel tun.


    Wenn wir die Verspannung ändern, können wir dann davon ausgehen, dass das Verhältnis von prim. zu sek. Asti konstant bleibt? Wäre das nicht Voraussetzung für Deinen Vorschlag?

    Ganz grundsätzlich erkenne ich keinen Gewinn durch die Bestimmung dieses Verhältnisses.


    Gruss, Beat

    Hallo Holger


    Man sieht im Profil und besser noch im Contour Bild, dass der äusserste Rand mindestens annähernd "im Grünen" ist. Ich interpretiere das so, dass die Krümmung hier so ist wie sie sein sollte. Das Ganze ist für mich aber Neuland.


    Gruss, Beat

    Hallo Michael, Rainer und Holger


    Es ist so dass im Ellipsoid Test der primäre Asti prinzipiell kompensiert wird. Es bleibt dann der sek. Asti, so wie es aus dieser Abbildung ersichtlich ist:

    Das beste Resultat bezüglich PSF habe ich gehabt, wenn ich den primären Asti mit der Distanz Punktquelle und Empfänger nicht ganz ausgleiche. Ich habe aber nicht sehr viel herumprobiert, weil ich ohnehin vermute, dass der sek. Asti den Versuch scheitern lässt.


    Deine Frage, Holger, verstehe ich nicht ganz. Im Proflibild sind die Vorzeichen und die Einheiten aufgeführt. Diese Linien sind beim geschliffenen Toroid alle praktisch gerade.

    Bei diesem verspannten Spiegel nur die grünen.


    Michael: Das Verhältnis von prim. zu sek. Asti kann man aus meiner Sicht bestimmen: Man kennt die Distanz von Punktquelle zu Empfänger und kann damit den primären Asti rechnen. Den sek. Asti kann man messen, wenn der primäre dann auskorrigiert ist. Warum die Verspannung dazu verringern?


    Rainer, ich habe noch im folgenden Profilbild des verspannten Spiegels den Asti 1. Ordnung disabled.


    Ich werde noch eine Auswertung mit 2/3 des Durchmessers machen.


    Gruss, Beat

    Hallo Alle


    Ich habe nun den verspannten Spiegel in der Ellipsoidkonfiguration (vgl. erst Seite dieses Threads) getestet.

    Im Gegensatz zum geschliffenen Toroid finde ich keine Geometrie, in welcher eine saubere PSF zu beobachten ist. Im besten Fall so:


    Das sieht wie Asti aus, der aber nicht auskorrigiert werden kann.


    Ich mache immer eine einfache Analyse mit WinRoddier, bevor ich zur aufwändigeren Interferometrie schreite. (Die Resultate sind immer sehr vergleichbar.) Die Zernike Koeffizienten von WR lade ich dann in OpenFringe, weil letzteres ein anschaulicheres Resultat rechnet.


    Kontur und Profil des verspannten Spiegels zeigt tatsächlich Asti, aber einen atypischen:


           



    Reiner primärer Asti würde im Profil so aussehen und wäre in der Ellispoidkonfiguration vollständig auskorrigierbar:


    Beim verbleibenden Fehler handelt es sich um sekundären Asti, der nicht auskollimiert werden kann. Das Protokoll sieht so aus:



    Ich weiss nicht, ob sich weitere Investitionen lohnen.


    Mit Gruss, Beat

    Hallo Rainer, Markus und Alle


    Die renovierte Spannfassung ist heil bei mir angekommen und ich habe heute die ersten Versuche gemacht. Die Radiusdifferenz lässt sich bequem einstellen. Der Spiegel misst 4 Zoll im Durchmesser. Ich habe vorerst etwa dieselbe Differenz eingestellt wie bei obigen Versuchen, d.h. gut 60 mm. Am Ende sollen es dann wenn möglich über 100mm sein.


    Die Zeit reichte für einen Kreuztest.:


    Das ist schon mal vielversprechend!

    Links der kurze Radius, rechts der lange. Punktquelle ist eine Laserdiode im LED Modus. Die Kamera ist eine Ultrastar Color im jeweiligen Fokus.


    Sobald ich etwas Musse habe und das Wetter dazu (ist bei uns aktuell häufig...) mache ich Ellipsoid Tests (PDI und WR) und berichte.


    Gruss, Beat

    Hallo Alle


    Zuerst einmal vielen Dank für Euere Feedbacks und Kommentare.

    Danke Rainer für die Bereitschaft , den nächsten Schritt zu tun, die Verspannung funktionstüchtig zu machen. Der Vergleich mit dem geschliffenen Spiegel ist hängig.


    Den geschliffenen Spiegel, den ich am Anfang vorgestellt habe, ist in einem 5 Zoll Yolo verbaut. Das Ziel unserer Aktion muss sein, am Schluss ein Instrument zu haben, welches verglechbar ist. Ich möchte es desahlb quasi als Zwischenresultat anführen:


    Oeffnung 125 mm, 1: 9.5

    Hier im Vergleich mit einem „super“ 4 Zoll APO an „Pulcherrima“ (Izar). Der Vergleich ist für den APO unfair…


    Ich habe das Instrument kürzlich an Arctur mittels WinRoddier getestet. Für kleinere Instrumente finde ich diesen Test ultimativ.


    Die Zernike Koeffizienten kann man in Open Fringe laden (ob auch in DFTFringe weiss ich nicht), wie ich es hier gemacht habe. Man hat dann auch die „best fit conic“, was bei WR fehlt. Das kann auch beim Polierprozess hilfreich sein, weil der WR Test viel einfacher zu machen ist als eine Interferometrie. Das Resultat kommt eine Idee besser heraus, weil die „ordres supérieurs“ nicht in OF geladen werden, was man berücksichtigen kann.

    Ob der Rest-Asti ein kleiner Kollimaitonsfehler oder durch die Luftunruhe bedingt ist, kann mit nachkollimieren und wiederholten Test eruiert werden. Ich war mit dem Resultat unabhängig davon zufrieden und habe das in diesem Fall unterlassen.


    Ich gehe davon aus, dass Rainer und ich über die weiteren Arbeiten bezüglich Verspannung werden berichten können. Ob sie wirklich so gut gemacht werden kann wie gepriesen?


    Mit Gruss, Beat

    Konrad,


    Letzte Nacht habe ich den 5 Zoll Yolo (ReiseYolo...)mit dem 6 Zoll Standardinstrument an Jupiter verglichen, diesmal GRF statt Trabantenschatten. Beim 5 Zoll 200 fach, beim 6 Zoll 300 fach möglich ( mit dem neuen ADC von Steffen und Bino). Eigentlich müsste man mit dem 5 Zoll bis etwa 250 mal gehen können. Dafür sammelte er aber etwas zu wenig Licht bei leicht trübem Himmel.


    Das 6 Zoll Instrument ist mein allererster Yolo und damit der erste torische Spiegel , vor über 30 Jahren perfekt geraten. Ich habe dieses im VdS Journal vorgestellt. Damals hatten wir nur Foucault, Ronchi uns Startest. Ich will dir damit Mut machen. Zum Testen der Spiegel mit 6 Metern ROC ist das Gartenhäuschen allerdings vielleicht nicht so gut geeignet. Ich (wir) erwarten Bericht von Dir!


    Gruss, Beat

    Hallo Guntram


    Ich weiss nicht, ob die Bilder Aufschluss geben und ob ich sie richtig einfüge


    Zuerst von der sphärisch polierten Fläche her gesehen:



    Dann von der Gegenseite:


    Ein Detail von der Federung:



    Ich habe nicht selber die Möglichkeit eine Verspannung zu bauen und kann sie nur in begrenztem Rahmen anpassen. Man kann sicher etwas verbessern. Ich bin aber sehr im Zweifel, ob man an die Güte einer torisch geschliffenen Fläche herankommt, dies wie gesagt generell bei einer Verspannung. Vielleicht wenn man Öffnung opfern will (wie im von Dir verlinkten Artikel).


    Der Aufwand für mein Verspannungs-Experiment übersteigt zudem jetzt schon den Aufwand für eine geschliffenen Fläche.


    Ich bin gerade daran einen Novizen (hat noch nie so etwas gemacht) bei beim Bau eines 6 Inch Standard Yolo zu beraten. Ich selber nehme nichts an die Hand. Er ist sehrt gut unterwegs, auch mit dem Schliff des Toroids. Mein Instrument wird Konkurrenz erhalten!


    Gestern Nacht habe ich mit meinem 5 Zoll Yolo Jupiter mit Schattendurchgang beobachtet. Einfach grandios bei über 200 facher Vergrösserung. Der Planet war besser als im 8 Zoll Yolo. Der Tiefstand des Planeten spielt wohl eine Rolle und das grössere Instrument hatte die Zeit nicht zum Auskühlen. Fazit immer wieder für mich: Der ideale Kompromiss ist ein 6 Zoll Yolo.


    Gruss, Beat