Beiträge von mkoch im Thema „Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor“

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > Ja so sollte es bei OSLO sein, warum denn da jetzt Faktor 8, Du hast mir doch selbst geschrieben das für den einfachen Durchgang Faktor 16 gilt und für den doppelten Faktor 8.
    Wieso soll da jetzt plötzlich Faktor 8 für den einfachen Durchgang bei OSLO gelten?


    Du hast Recht, ich habe da mal wieder was durcheinander gebracht. Diese Faktoren können einen aber auch zur Verzweiflung treiben!


    Ich fasse noch mal zusammen (hoffentlich diesmal richtig):


    Wenn man ein Objektiv in Autokollimation gegen einen Planspiegel testet, dann gilt
    dz = -8 * Z3 * N^2,
    unter der Annahme dass das Interferometer die reflektierte Wellenfront vermisst. In dieser reflektierten Wellenfront sind die Fehler des Objektivs aber doppelt enthalten, wegen dem doppelten Durchgang.


    Nun kann man die Interferogramm-Auswerte-Software so konfigurieren, dass dieser Faktor 2 schon berücksichtigt wird, so dass sich die Zernike-Koeffizienten auf den einfachen Durchgang durch das Objektiv beziehen. In diesem Fall gilt
    dz = -16 * Z3 * N^2
    Diese Formel gilt auch dann, wenn Z3 nicht gemessen wurde, sondern rechnerisch ermittelt wurde (und sich somit auf den Wellenfrontfehler bei einfachem Durchgang bezieht).



    > sicher der Flächenanteil dieser [0.7] Zone ist der Größte.


    Das ist aber eine schwammige Formulierung. Der Flächenanteil einer Zone hängt von deren Breite ab. Bei gleicher Breite hat die Randzone den grössten Flächenanteil.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Hans-Jürgen,


    > Das mit dem Faktor 8 ist wohl ein Missverständnis. Für den Fall einer festen Referenzwelle wie hier muss mit dem Faktor 16 gerechnet werden.


    Was verstehtst du unter einer "festen Referenzwelle"?
    Die Frage, welcher Faktor verwendet werden muss, lässt sich nur beantworten wenn man ganz genau beschreibt unter welchen Bedingungen die Wellenfront gemessen bzw. berechnet wurde.


    Wenn ein Refraktor-Objektiv mit OSLO durchgerechnet wird, dann dürfte wohl folgender Fall vorliegen:
    Eine ungestörte Wellenfront trifft auf die Vorderseite des Objektivs, und nach einmaligem Durchgang durch das Objektiv wird die gestörte Wellenfront berechnet. In diesem Fall gilt meiner Meinung nach der Faktor 8.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > ich hatte Faktor 16 genommen da die Ergebnisse für den ED127 sonst auch nicht zu den Messwerten von Kurt passen, siehe obere Tabelle.
    Bei Faktor 16 könnte das grob hinkommen.



    Ob das Ergebnis passt oder nicht, sollte keinen Einfluss darauf haben welchen Faktor man nimmt.


    Ich möchte nochmal erklären wie es zu den beiden verschiedenen Faktoren kommt:


    Wenn man annimmt, dass eine ebene Wellenfront auf das Objektiv trifft, und wenn man dann die Wellenfront _hinter_ dem Objektiv vermisst und in Zernike-Polynome zerlegt, dann gilt:
    dz = -8 * Z3 * N^2


    Wenn man das Objektiv in Autokollimation gegen einen Planspiegel testet, dann gilt immer noch die gleiche Formel
    dz = -8 * Z3 * N^2,
    unter der Annahme dass das Interferometer die reflektierte Wellenfront vermisst. In dieser reflektierten Wellenfront sind die Fehler des Objektivs aber doppelt enthalten, wegen dem doppelten Durchgang.


    Nun kann man die Interferogramm-Auswerte-Software so konfigurieren, dass dieser Faktor 2 schon berücksichtigt wird, so dass sich die Zernike-Koeffizienten auf den einfachen Durchgang durch das Objektiv beziehen. In diesem Fall gilt
    dz = -16 * Z3 * N^2


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > Wenn ich nach der Formel delta-s = 16 x Z3 x Lambda x N hoch2 die Schnittweiten daraus ermittel erhalte ich extrem niedrige Werte.
    Wobei ich eigentlich dachte hier würde Faktor 8 gelten aber da kämen ja noch niedrigere Werte heraus.


    Hier muss der Faktor 8 verwendet werden, egal was da für Werte rauskommen.



    > Nur die extrem niedrigen Werte für den ED 120 N-ZK7_S-FPL53 lassen sich dann nur so erklären das sich der Z3 Koeffizient auf die 0,7 Zone bezieht und nicht wie ich dachte ein nach Flächenanteil gewichtetes Mittel der Werte von der Achse bis zum Rand ist.


    Der Z3 Koeffizient bezieht sich per Definition immer auf die gesamte Fläche. Es gibt keine Zernike-Koeffizienten die sich nur auf bestimmte Zonen beziehen. (Ausnahme: "Annular Zernikes" für Systeme mit Obstruktion)


    Bist du sicher dass sich die einzelnen Z3 Werte auf die gleiche Bildebene beziehen? Ich kenne mich mit OSLO nicht aus, aber falls es eine Funktion gibt die automatisch bei jeder Wellenlänge den besten Fokus sucht, dann werden die Z3 Werte natürlich wesentlich kleiner oder sogar Null.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo,


    nochmal zurück zu den Grundlagen...
    Ist es eigentlich korrekt dass Z1 und Z2 bei der Auswertung nicht berücksichtigt werden? Theoretisch wäre es doch denkbar, dass die Brennpunkte für verschiedene Wellenlängen seitlich gegeneinander verschoben sind. Insbesondere dann, wenn man nicht auf der optischen Achse misst und/oder wenn das Objektiv nicht richtig justiert ist.
    Müsste man nicht Z1 und Z2 genauso behandeln wie Z3, also den Wert für die Bezugswellenlänge subtrahieren und den Rest in die Auswertung mit einfliessen lassen?


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > Aber für das nach Augenempfindlichkeit gewichtete Mittel macht es meiner Meinung nach keinen Sinn Wellenlängen auszumessen die so gut wie bedeutungslos für dieses Mittel sind


    Völlig richtig, für den nach Augenempfindlichkeit gewichteten polychromatischen Strehl braucht man diese Wellenlängen natürlich nicht zu berücksichtigen.



    > Der nach Augenepfindlichkeit gew. poly Strehl ist ein rein Visuelles Kriterium und macht für CCD Fotografen keine vernünftige Aussage.


    völlig richtig.



    > Da müsste man nach der Empfindlichkeit des CCD Chips Wichten


    Genau. Man muss sich vorher überlegen, welches der Verwendungszweck des Teleskops ist (also beispielsweise visuell oder CCD), und dann die entsprechende Empfindlichkeitskurve verwenden. Oder zwei getrennte Auswertungen für beide Anwendungen machen.
    Aber das erfordert eben dass man ein paar mehr Interferenzfilter in der Schublade liegen hat.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > Mein Vorschlag wäre deshalb im Blauen bis 475nm (gew.0,11) und im Roten bis zur H Alpha Linie mit 656nm (gew.0,089) zu gehen, dafür sollte ja ein passender Filter verfügbar sein.
    Wichtig wäre noch eine Messung um die 500 nm wobei sich da natürlich ein OIII Filter mit 507nm anbieten würde.
    Somit hätten wir mit 475nm/507nm/546nm/589nm und 656nm 5 Wellenlängen mit einigermaßen gleichmäßiger Verteilung, wobei anstelle von 589nm etwas um die 600 nm eine etwas gleichmäßigere Verteilung bringen würde.
    Alternativ eine Variante mit 3 Wellenlängen mit 475nm/546nm und 656nm.



    Wobei aber angemerkt werden muss, dass das nur für visuelle Beobachtung gilt. Sobald eine ungefilterte CCD Kamera ins Spiel kommt, sieht die Sache ganz anders aus. Dann braucht man wohl noch einige Filter mehr am (infra-)roten Ende des Spektrums.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Kurt,


    > abgesehen von den Kosten für einen Monochromator + Zubehör


    Bei ebay.com findest du eine reichhaltige Auswahl an Monochromatoren. Zugegeben, viele davon sind überteuert. Da muss man erst mal über den Preis verhandeln.


    Aber das mit dem Flaschenhals ist schon richtig. Wir bräuchten eine Software, die auf Knopfdruck ein Interferogramm von der Kamera abholt und gleich auswertet.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > man müsste sich mal für spätere Messungen eine Empfehlung überlegen wieviele Wellenlängen und wenn das klar ist welche auszumessen sind um hier vergleichbare Ergebnisse zu erhalten.


    Das hängt auch davon ab für welche Wellenlängen man schmalbandige Interferenzfilter zu bezahlbaren Preisen herbekommt. Ich überlege auch ob man das mit einem durchstimmbaren Monochromator machen könnte, dann wäre man völlig frei bei der Wahl der Wellenlängen. Die Frage ist nur wie man das Licht möglichst effektiv vom Ausgangsspalt des Monochromators (18mm x 0.6mm für 2nm Bandbreite) zum Interferometer bekommt. Man bräuchte wohl einen Glasfaser-Konverter der den rechteckigen Spalt auf eine runde Fläche abbildet.


    Gruss
    Michael


    P.S. Wie heisst denn so ein Teil auf deutsch und/oder englisch, das per Faseroptik den Querschnitt von Spalt auf Kreis wandelt?

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > Bist Du denn bezüglich der Frage ob nun RMS oder Strehl zu mitteln ist weiter gekommen?


    Eine konkrete Literaturstelle zu dem Thema habe ich bislang nicht gefunden. Ich schliesse mich eurer Meinung an, dass zuerst für jede Wellenlänge die Strehl Werte berechnet werden, und dann daraus das gewichtete Mittel berechnet wird.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Kurt,


    > 3. Macht es in Anbetracht der berechenbaren Farbfehler bei bekannter Optik überhaupt Sinn Farbfehlermessungen durchzuführen?


    Auch bei bekannter Optik kann es ja Toleranzen bei den Krümmungsradien, Abständen und Brechungsindices geben, die sich auf den Farbfehler auswirken könnten.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Kurt,


    > Jedenfalls kann man sagen, dass sich das Bath- Weißlichtintererometer praktisch so benimmt wie die Theorie das will. Es führt also keinen eigenen sytenmatischen Farbfehler ein.


    Sehr gut, das ist genau so wie ich vermutet habe.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > Auch der Autor des von Takahashi verwendeten Optikprogrammes dürfte sich für die Berechnung des polychromatischen Strehles an die entsprechenden Berechnungsvorschriften gehalten haben.
    Es gibt auch hier keinen Grund daran zu zweifeln.


    Es gibt aber einen entscheidenden Unterschied: Die Berechnung der Zernike-Polynome kannst du in jedem besseren Optik-Lehrbuch nachlesen. Aber über den polychromatischen Strehl habe ich trotz intensiver Suche noch nichts gefunden.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd und Hans-Jürgen,


    dass Takahashi das so rechnet ist natürlich noch kein Beweis für die Richtigkeit der Rechenmethode, sondern höchstens ein Indiz.


    Aber inzwischen tendiere ich auch dazu, zuerst für jede Wellenlänge die Strehlwerte zu berechnen, und danach das gewichtete Mittel zu bilden. Aus folgenden Gründen:


    1. Wenn man zuerst die RMS Werte mitteln würde, steht man vor dem Problem dass alle RMS Werte eine unterschiedliche Einheit haben. Denn jeder RMS Wert ist auf die entsprechende Wellenlänge normiert. Messwerte mit unterschiedlichen Einheiten kann man nicht gut mitteln. Also müsste man zuerst alle RMS Werte in nm umrechnen, und erst dann mitteln.


    2. Wenn das geschehen ist, steht man vor dem nächsten Problem. Denn um den Strehl-Wert auszurechnen, muss der gemittelte RMS Wert wieder in der Einheit "waves" zurück gerechnet werden. Aber welche Wellenlänge soll man jetzt nehmen?


    Diese Probleme werden elegant umgangen, wenn man zuerst die Strehl-Werte berechnet und erst dann das gewichtete Mittel bildet.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Karsten,


    > Es ist nicht so entscheidend, weil das Auge beim Nachtsehen (Stäbchen) eine viel geringere Auflöung hat als beim Tagsehen (Zapfen).


    Ihr habt mich ja schon überzeugt. Die Optimierung auf 550nm ist in jedem Fall sinnvoll. Für Tagsehen sowieso, und für Nachtsehen spielt's keine Rolle wegen der schlechteren Auflösung.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > nun ging es ja um die Frage ob die RMS Werte zu mitteln sind und dann der Strehl zu bilden ist oder ob die einzelnen Strehlwerte zu mitteln sind.


    Ja, das ist die grosse Frage. Ich weiss nicht welcher Weg der richtige ist. In der Literatur habe ich bislang nichts dazu gefunden.



    > ... nur wirst Du diese schwachen Objekte eben nur Schwarzweiß sehen und mit Sicherheit keinen Farbfehler erkennen können.


    Ich sehe den Farbfehler zwar nicht farbig, aber ich sehe ihn in schwarz-weiss. Der Durchmesser eines Sterns wird grösser sein als er ohne den Farbfehler wäre.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > weil Du die Gewichtungsfaktoren für das Nachtsehen verwendest kannst Du natürlich nicht auf die Ergebnisse von mir und Hans-Jürgen kommen.


    Nun gut, ich sehe ein dass es sinnvoll ist für Mond und helle Planeten die Kurve für das Tagsehen zu verwenden.
    Damit komme ich unter Verwendung von Kurt's Daten auf einen polychromatischen RMS Wert von 0.059, was einem Strehl von 0.87 entspricht. Wenn ich direkt die Strehl Werte gewichte und mittele, dann komme ich auf 0.84.



    > Es ist also völlig unlogisch zur Beurteilung des Farbfehlers die spektrale Empfindlichkeit der Stäbchen heranzuziehen.


    Ich bin anderer Meinung. Bei schwachen Objekten muss die Empfindlichkeitskurve für Nachtsehen verwendet werden.



    > In der Optikrechnung wird ja auch immer auf 550 nm und nicht auf 500nm hin optimiert und die von Takahashie angegebenen Gewichtungsfaktoren sind ja auch die für das Tagsehen


    Das macht in diesem Fall auch Sinn, weil helle Objekte der typische Anwendungsbereich für solche Refraktoren sind.



    > Könnte man nicht einfach mal um wirklich 100% sicher zu sein den Autor deines Programmes fragen?


    Ich halte die Frage für überflüssig, weil der Autor von "OpenFringe" die Berechnung der Zernike-Koeffizienten selbstverständlich so programmiert hat wie es allgemein üblich ist und wie es in der Literatur beschrieben ist. Es gibt keinen Grund an dieser Annahme zu zweifeln.

    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Hans-Jürgen,


    > Nach der von Michael und Kurt vorgeschlagenen Mittelung der rms-Werte ergibt sich dagegen ein Strehlwert von 0.99 bzw. 0.98,


    Das kann ich nicht nachvollziehen. Die RMS Werte stehen in Kurt's Bild 31 in der Zeile "RMS s.A. + Def".
    Die dazugehörigen Gewichtungsfaktoren für Nachtsehen habe ich mal grob aus Abb. 31 aus dem Handbuch für Sternfreunde herausgelesen:


    436nm 0.30
    450nm 0.47
    475nm 0.77
    546nm 0.58
    589nm 0.07
    630nm 0
    675nm 0


    Summe der Gewichtungsfaktoren = 2.19
    Summe [Gewichtungsfaktor * RMS] = 0.2842


    Polychromatischer RMS = Summe(Gewichte*RMS) / Summe(Gewichte)
    Polychromatischer RMS = 0.1297


    Und wenn man diesen RMS Wert in Strehl umrechnet, dann kommt man auf
    SR = exp( -(2 Pi RMS)^2)
    SR = 0.51


    Gruss
    Michael


    P.S. Wenn man sich die Gewichtungsfaktoren anschaut wird klar, dass unbedingt noch beim Empfindlichkeits-Maximum von ca. 505nm gemessen werden sollte. Und da sollte auch der Nullpunkt für die Schnittweiten hingelegt werden.


    P.P.S. Wenn ich die Strehl-Werte (letzte Zeile in Kurt's Bild 31) gewichte und dann mittele, komme ich auf SR = 0.58

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Kurt,


    du hattest ja schon verifiziert dass das neue Messverfahren an einer (chromatischen) Einzellinse die korrekten Brennweiten-Differenzen liefert. Zur weiteren Absicherung des Messverfahrens schlage ich noch einen weiteren Test vor:
    Versuch doch mal den Farbfehler eines Spiegels zu messen. Da sollte natürlich Null rauskommen. Im Strahlengang des Bath-Interferometers ist ja eine (chromatische) Einzellinse drin. Aufgrund theoretischer Überlegungen meine ich, dass der Farbfehler dieser Linse keine Rolle spielen sollte. Aber eine experimentelle Bestätigung wäre sinnvoll.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Gerd,


    > Die Größenordnung der Messwerte lässt vermuten das diese nicht in der 0,7 Zone des Objektives gemessen wurden sondern ich tippe mal auf die Achse.


    Weder das eine noch das andere. Die ganze Fläche des Objektivs wurde ausgewertet um die Schnittweiten zu bestimmen.


    Gruss
    Michael

  • Farbfehlermessung an meinem 5“ ED- Refraktor

    Hallo Hans-Jürgen,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Kurt</i>
    <br />Zur Berechnung von nach Augenempfindlichkeit gewichteten Strehlzahlen sollte man zunächst die zugehörigen RMS- Werte gewichten und diese dann in Strehlzahlen umrechnen.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hast Du dafür eine Begründung oder eine Literaturstelle?
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Rein intuitiv hätte ich das auch so gemacht. Siehst du denn irgendeine andere (bessere) Methode wie man einen Weisslicht-Strehl-Wert berechnen könnte?

    Gruss
    Michael