Beiträge von maxosaurus im Thema „zwei "schiefe" Optiken im Labortest“

Hallo Kurt,
beim Testen eines Toroids werden sehr viele Streifen auszuwerten sein, ein Yolo-Toroid hat so in der Grössenordnung 15 Wellenlängen Astigmatismus auf der Oberfläche. Ich weiss nicht, wie's dann mit der Auswertgenauigkeit der Interferogramme noch ist. Beim Paraboloid geht's aus dem Krümmungsmittelpunkt noch ziemlich genau, nur sind's da meist nur so um 5 Wellenlängen Oberflächenabweichung von der Kugelform.

Ein PDI hätte den Vorteil, dass man die Lichtquelle und das Loch messbar auseinander legen könnte, um so einen Teil oder sogar den gesamten Astigmatismus zu kompensieren. Stichwort Ellipsen-Nulltest für Toroide.
Ich denke, bleib dran Kurt! Wenn Michael solche Löcher mit Filter anbieten sollte, gehöre ich gerne zu den Abnehmern.[8D]

Gruss Max

Hallo,
Ich verstehe Kurt sehr gut, er ist auf der Suche nach dem grösstmöglichen Kontrast, und um diesen zu erreichen, genügt ein einfacher Sterntest zur Kollimation wohl nicht. Beim Newton erreicht man mit einer guten Sternkollimation zumindest, dass das theoretisch mögliche Bild irgendwo im Gesichtsfeld vorhanden ist, wenn auch zufällig kaum wirklich in der Mitte [;)]
Bei Schiefspieglern ist halt nicht nur die Koma, sondern auch noch ein massgeblicher Asti wegzukollimieren, und es ist kaum zu erhoffen, dass ein falsch kollimierter Asti irgenwo im Gesichtsfeld durch einen Asti infolge Bildfeldkrümmung und dergleichen kompensiert wird.
Ein Schiefspiegler muss demnach einfach perfekt kollimiert werden!
Im Feld leistet hierzu ein kleiner Planspiegel, der in die Klappe der Pupille eingelegt wird gute Dienste.

Für den Foucaulttest des Toroids sollte (muss!) Kurt seinen drehbaren Foucaulttester reaktivieren. Die Messerschneide wird so gedreht, bis der Schatten schön von einer Seite her ins Bild wandert. Ist der Krümmungsmittelpunkt gefunden und die Fläche grau, so treten die feinsten Unregelmässigkeiten (Auch "Ohren"!) zu Tage. Die Lage des Testers (Schnittweite) wird notiert, die Messerschneide um 90 Grad gedreht und dann wieder so fein eingestellt, bis auch für den zweiten Krümmungsmittelpunkt der Schatten schön von Oben oder unten her kommt und nicht etwa schief. Dieser Krümmungsmittelpunkt wird ebenfalls festgehalten, die Differenz ist die Astigmatische Differenz, womit der Astigmatismus sehr genau bestimmt werden kann. Sphärische Aberration und andere Bildfehler sollten auf den zwei Foucaultbilder ziemlich genau ersichtlich sein, wenn auch nicht direkt quantifizierbar! Es empfiehlt sich auch zur Kontrolle die Lagen der Messerschneide zu notieren und zu kontrollieren, ob die Axen des Toroids wirklich senkrecht aufeinander stehen.

Grüsse Max

Hallo Kurt,
Der Asti höherer Ofrnung dürfte auf das Konto der Verspanneinrichtung gehen, welche beim Schliff des Spiegels verwendet wurde. Das Verfahren ist aus genau diesem Grund nicht zu empfehlen.
Um dieses Verdikt zu verifizieren, musst Du das Toroid einzeln mit Foucault aus dem Krümmungsmittelpunkt testen. Dabei kannst Du dann auch noch die fehlenden Systemparameter ermitteln und das System rechnen.

Wie ich vermutet habe, muss das Toroid noch gedreht werden. Dies sollte bei akkurater mechanischer Verarbeitung der Spiegelfasssung und bei geringem Keilfehler des Toroides keinen oder nur geringen Einfluss auf die Koma haben.

Das Fehler auf den optischen Flächen den Strehl schnell mal runter reissen können, hat man ja auch an Andy gesehen. Ein Yolo-Toroid kann mit Foucault auf Null getestet werden. Die Messgenauigkeit des Foucaluttests ist bei diesen langbrennweitigen Optiken enorm, und somit sollte es zumindest in dieser Hinsicht immer möglich sein, eine sehr genaue Optik herzustellen. Jetzt liegt's am "Optiker", das Maximum aus der Scherbe rauszupressen. Bei deinem Toku hast du das ja mit bravour geschafft.

Grüsse Max

Grüsse Max

Hallo Kurt,
Die Kollimation eines Yolos wird bei uns in der Schweiz genau anders herum gemacht wie du es machst. Weiter wird sehr viel Wert auf eine genaue Grobkollimation gelegt. Über die Öffnungspupille, den Sekundärspiegel und den Hauptspiegel wird je ein Schnurkreuz gelegt und dann wird zuerst der Primärspiegel auf die Pupille gerichtet und dann der Sekundärspiegel auf den Primärspiegel. Als Letztes wird der OAZ noch genau positioniert (!). Der Vorgang hat den Vorteil, dass zuerst die geometrischen Grössen, die sehr genau Baubar (Tubus) und auch Messbar sind eingerichtet werden.

Also: von der Eintrittspupille wird der Strahlengang auf den Hauptspiegel gerichtet. Dann wird das Totoid mit den anderen Kreuzen auf Axe gebracht und schlussendlich wird der OAZ entsprechend positioniert. Abweichungen von der optischen Ebene des TCT's sind dabei natürlich zu vermeiden!

Ich denke, dass Du einfacher zum Ziel kommst, wenn du den Yolo in Autokollimation mit einem künstlichen Stern und vier Kreisöffnungen in der Pupille des Yolos prüfst. Das ist dann eigentlich ein Hartmann-Test. Die Interpretation und die Wirkung der Kollimiererei ist bei dieser Prüfanordnung sehr direkt möglich.

Grüsse Max

Hallo Kurt, hallo Guntram, liebe Mitleser, [;)]

Eine Kollimationstechnik für Yolos wird hier beschrieben. Darin findest Du auch eine Methode, das Toroid auf die Axen auszurichten.

Wenn ich Dich wäre [:D], würde ich zuerst einmal die Systemparameter selbst ausmessen, also jeden Spiegel für sich vermessen (R, Rsag/Rtan, konische Konstante). Vielleicht wirst Du dann auch beim Toroid "Backen" entdecken, die in unserer Gruppe jedesmal dann festgestellt wurden, wenn der Schliff und die Politur "auf Sphärisch" mit dem verspannten Spiegel durchgeführt wurden. Solche Assymmetrien erschweren natürlich die Kollimation erheblich, weil sie Astigmatismus vortäuschern können.

Mit den Parametern der Optik werde dann die Tubusparameter (Kippwinkel und Spiegelabtand) in TCT überprüft. Das Ganze kannst du dann noch in TCT so optimieren, dass es in den vorhandenen Tubus passt.

Zum Thema Toroid, wo? habe ich noch einige Bemerkungen:

- nach optischen Gesichtspunkten sollte die Toroidform auf beide Spiegel gleichmässig verteilt werden, so verschwindet die lineare Koma.
- Herstellungstechnisch ist es einfacher, die Toroidform dem Spiegel aufzupolieren, der ansonsten sphärisch bleibt.
- Der Fangspiegel wird hierzu normalerweise auserkoren weil er nur 2/3 so gross wie der Primärspiegel. Rein von der Grösse her erlaubt er schon mal grössere optische Toleranzen. Weiter liegt er näher beim Okular, Winkel-Abweichungen von der perfekten Form haben nur ca. halb so viel Einfluss wie gleich grosse Winkelabweichungen auf dem Primärspiegel. Wie Kurt bereit bemerkt hat, erhält er jedoch genau wegen dieser Lage näher beim Bild ein stärkeres Toroid verpasst, als dies beim Primärspiegel notwendig wäre.

Grüsse aus der Mittagspause

Max

Hallo Kurt,
an der Labormässigen Kollimation von Yolos haben sich schon einigen Leute die Zähne ausgebissen....

Das Problem liegt darin, dass mit dem Kippwinkel sowohl die Koma als auch der Astigmatismus korrigiert wird, vorausgesetzt, dass die Astigmatismuskorrektur in die Spiegel eingeschliffen ist.

Falls der Yolo mit Spannfassung ausgerüstet ist, ergeben sich 2 Unbekannte (Asti und Koma) und 2 Variablen (Kippwinkel und Spannung der Spannfassung). Das lässt sich zumindest theoretisch relativ trivial lösen.

Wenn die Kennwerte der Optik genau ermittelt worden sind und die Aufstellung entsprechend genau ausmessbar ist, sollte die erste Variable, die Koma, automatisch genügend genau korrigiert sein. Ein f12-Yolo erträgt locker 10mm Fehlpositionierung im Tubus, ohne das die Koma über Beugungsbegrenzt anwachsen würde (kann in TCT mittels Variation des Kippwinkels überprüft werden).

Die zweite Variable, der Asti, wird dann je nach Art der Toroisierung folgendermassen eingestellt:

Ein eingeschliffener Astigmatismus wird mittels sehr geringer Winkeländerung der Kippwinkel eingestellt werden ohne dass die Koma störend in Erscheinung tretend sollte. Sind gröbere Korrekturen notwendig, wurde das System falsch vermessen oder falsch gerechnet.

Ein Spannfassungs-Toroid wird einfach entsprechend verspannt bis der Asti verschwindet.

In der Praxis ist's dann leider nicht so einfach wie in der Theorie....

1. Die leiseste Drehung des Toroids aus der Kippaxe bringt erhebliche Astigmatismus ins System. Hier liegt eine Krux, wer kann den schon die Toroidaxen eines eingschliffenen Toroids auf 0.5 Grad genau bestimmen und dann auch auf das Glas aufzeichnen? Bei Spannfassungen muss auf eine penibel genaue Krafteinleitung geachtet werden und die Spannfassung muss genauestens auf die Axen ausgerichtet werden.

2. Die Spiegel hängen vertikal in ihren Fassungen und erhalten so bereits etwas Knickasti und Koma, was die Auswertung verzerrt.

3. Weitere Einflüsse wie Luft und Temperatur erschweren das Labor-Kollimieren zusätzlich.

4. Die Messmittel im Labor sind "zu genau" und zeigen jeden noch so unbedeutenden Fehler der Kollimation beinahe zu genau auf.

Grüsse

Max

Hallo Kurt,
jetzt ist mir ein Licht aufgegangen[:D]
Ich dachte, der TOKU sei wie der Schiefspiegler von Ries so gelagert:

Die Spannvorrichtung bildet hier direkt die Spiegelzelle! So wurden meines Wissens bislang alle verspannten Schiefen gebaut. Die Verspannung ist hier gleichzeitig die Lagerung, und eine Lagerung auf 4Punkten am Spiegelrand ist sie ungünstig.

Von deinem Toku habe ich folgendes Bild rausgekramt:
.
Hier sieht man die Kollimierschrauben der Dreipunktlagerung. Du hast das Ding somit auf drei Punkten gelagert, was mit Sicherheit genügend ist für die kleine Scherbe. Die Spannfassung hängt dann halt am Glas. Bei 50 Gramm ist das wiederum für das kleine Glas kaum problematisch, bei grösseren Schiefspieglern wird die Spannfassung schwerer und damit wird's dann langsam zum Problem.

Reizt es Dich nicht, dem Spiegel jetzt eine Toroidform zu verpassen?

Grüsse Max

Hallo Roland,
aus diesem Grund ist es ja so attraktiv Schiefspiegler zu bauen! Die Parabel in ein Yolo-System reinzuhauen braucht nur gerade einige Streicheleinheiten, nicht zu Vergleichen mit f4.2-Parabeln. Dabei kann man wirklich auch mal 50% über oder Unterkorrigieren ohne das dies einen merklichen Einfluss auf die Abbildung hat.

Grüsse Max

Hallo Kurt,
super Bericht, wahre Forschungsarbeit.

In der Yolo-Gruppe sind wir der Meinung, dass ein verspannter Spiegel keine genügend genaue Kurve ergibt, deine erste Spannfassung schien das ja zu bestätigen. Scheinbar kann jedoch bei sehr geringen Spannungen mittels einer etwas ausgeklügelteren Spannfassung à la Leonard/Schreckling das Problem so verringert werden, dass es keine praktischen Auswirkungen mehr hat.

Einen Einfluss auf die Spannfassung hast Du noch nicht untersucht, und zwar die Verformung bei horizontaler und dann auch bei vertikaler Lagerung. Den Sterntest am Himmel hast Du bei "horizontaler" Spiegellagerung nahe Zenit oder an Polaris vorgenommen. Dabei sackte der Spiegel wie in Plop berechnet werden kann in sich zusammen. Einen Teil der Deformation kann durch fokussieren ausgeglichen werden, ein Teil nicht.

Im Teststand war der Spiegel vertikal angeordnet, kein durchsacken, keine Verformung aus Eigengewicht. Potato-Chip und Konsorte kann man bei der Grösse und Dicke vergessen.

Ich denke also, dass der SuperToku im Teststand sicher 98 Strehl bringt, am Himmel aber wegen der "mangelhaften" Lagerung des Toroids einige Strehlpunkte verliert. Bei grösseren Optiken ist dann mit Spannfassung schnell mal die Grenze beugungsbegrenzt unterschritten.

Macht einer vielleicht mal eine plop-Berechnung mit 4 Punkten am Spiegelrand?

Grüsse

Max