„Pünktchen“- Spiegel wird poliert
Bei genau 404 mm effektivem Durchmesser sind beim Polieren ziemlich hohe Tangentialkräfte zu erwarten. Daher musste erst ein neuer. stabiler Drehteller gebaut werden. Der besteht aus einer 24 mm starken Multiplex Sperrholz- Grundplatte und dem eigentlichen Drehteller, ebenfalls aus dem gleichen Material. Der Drehteller misst 420 mm im Durchmesser. Zwischen Drehteller und Spiegel liegt eine Matte aus 10 mm dickem Weich- PU – Schaum (s. Abb 1).
Bei Abb. 2 ist der Drehteller abgenommen. Man sieht die Grundplatte mit der Lagerung bestehend aus zwei Möbelrollen sowie einer Antriebsrolle, die direkt auf der Abtriebswelle des Getriebes geklemmt wird. So etwas ähnliches benutzt auch Martin Trittelvitz für seine Spiegelschleiferei.
Den Motor- Getriebeblock (Abb. 3) gibt es bei Conrad- Electronic. Mit einem 12V- 1,8 Ah- Akku versorgt, läuft der Drehteller viele Stunden lang mit ca 3 U/min. Der Spiegel wiegt 13 kg. Der Drehteller 2,3 kg. Diese insgesamt 15,3 kg reichen aus, damit der Drehteller bei der eigentlichen Arbeit nicht auf der Antriebsrolle durchrutscht. Die PU- Schaum Unterlage verhindert ein rutschen des Spiegels auf dem Drehteller. Seitliche Begrenzungen oder irgendwelche Klemmungen sind deshalb nicht erforderlich.
Doch nun zum Polieren.
Erstes Ziel dieses Arbeitsganges: Der Spiegel soll sphärisch werden. Das mache ich normalerweise nicht, aber diesmal wollte ein allseits bekannter Tester zur Abwechslung unbedingt mal einen bestmöglichen sphärischen sehen um damit zu spielen. 3x dürft Ihr raten, was er wohl damit ausprobieren will. Er hat mir auch versprochen dass ich den Spiegel zurück bekomme.
Als fauler Mensch fand ich fürs erste „fertige Arbeit“ in Form der Polierwerkzeuge, ich für 12 Zoll „Quarzmonster“ verwendet hatte. Die größte Polierscheibe hat 280 Durchmesser. Damit begann ich. Wie erwartet, polierte das Ding ein deutliches Loch in der Mitte, wie der erste Foucault- Test nach 1 h. zeigte. Nachdem die Mitte des Polierers abrasiert worden war und nach einer weiteren Polierstunde, sah man statt des Loches einen schönen Berg. Da passte gerade der nächst kleinere Polierer mit 230 D. dann hatte ich noch ei 200 und ein 130 D- Werkzeug. Um es kurz zu machen, eine Sphäre entsteht nicht so ganz von alleine. Besonders dann nicht, wenn man o. a. Tester an die Grenzen seiner Messtechnik treiben möchte. Nach nunmehr 15 h Polierzeit und ungezählten Zwischentests hatte ich vorgestern den eisernen Entschluss gefasst, der Spiegel geht in die Transportkiste! Doch was passiert: Über Nacht dringt wegen Starkregen und Ausfall einer Tauchpumpe ziemlich viel Wasser in meinen Werkraum ein und vesifft das schöne Bauholz für die Transportkiste. Im 2-3 Tagen dürfte es wieder trocken sein um die Kiste bauen zu können. Und ich poliere bis dahin NICHT mehr!
Zu den Tests
Der Foucault- Test gilt als der empfindlichte, wenn es um die bestmögliche Herstellung einer Sphäre geht. Man sagt ihm nach, dass damit noch Abweichungen von weniger als 1/30 lambda Wellenfront erkennbar sein sollen. Der Ronchi- Test schafft das bei weitem nicht. Mit etwas Übung findet man vielleicht noch lambda/8 Fehler heraus. Dann gibt es noch den Startest. Bei Simulation mit „Abberator“ kann damit noch sphärische Abberation im intra/extrafokalen Sternbild von lambda/30 erkennen. Sphärische Abberation bei einem sphärischen Spiegel kling zunächst unsinnig. Gemeint sind hier die Fehler, die bei nicht sphärische Gestalt bei der Prüfung im Krümmungsradius sichtbar werden.
Egal ob Startest oder Foucault, man hat jedenfalls zwei Tests, die vergleichbar empfindlich sind. Das gilt allerdings nur, wenn man die geeigneten Lichtquellen verwendet. Für die höchste Empfindlichkeit bei beiden Tests darf der künstliche Stern nicht deutlich größer sein als das Beugungsbild, welches der ideale Spiegel von einer punktförmigen Lichtquelle zeichnen würde. Das sind bei obigem Spiegel mir R=3870 mm nur 0,0065 mm bei grünem oder 0,0073 mm bei rotem Licht! Bei künstlichem Stern mit weißem Licht werden die extra/intrafokalen Beugungsbilder weniger kontrastreich und bei höherer Intensität sogar bunt. Bisher habe ich mir also einen künstlichen Stern mittels Okular projiziert und zusätzlich Farbfilter verwendet. Das hab ich schon bei mehreren „besser Strehl 95%- Parabolspiegel“ so gemacht.
Wolfgang Rohr brachte mich die Idee als künstlichen Stern einen Laserpointer ohne Optik zu verwenden, weil damit mit Sicherheit die bei Projektionsoptik möglichen Abberrationen vermieden werden. Außerdem vermeidet man damit die mehr oder weniger störenden Effekte durch Staubpartikel und Kratzer auf der Projektionsoptik. Die Größe dieser Quelle liegt so bei 0,01 mm, also ziemlich nahe am Optimum. Damit habe ich nun die letzten Tests gemacht. Man muss auf jeden Fall dimmen, sonst sind die Bilder in beiden Tests viel zu hell. Ich hab dazu ein Grünfilter verwendet Besser wäre natürlich eine Reduzierung der elektrischen Versorgung. Aber das mit dem Filter ging schneller! Kurz gesagt: Der gedimmte Laser ist als Quelle für Star- Foucault und natürlich auch Ronchitests bestens geeignet.
Abb. 4 zeigt den „Ist- Zustand“ des Spiegels im Vergleich mit „Abberrator“- simulierten extra/intrafokalen Bildern. Beim Bild „Ist- Zustand“ muss noch berücksichtigt werden:
1. Der Aufbau Quelle-Okular betrug ca 30 mm off axis. Daraus resultiert der deutlich sichtbare Astigmatismus.
2. Es ist kaum möglich auf genau den gleichen Betrag intra/extrafokal zu defokussieren. Damit ergeben sich auch bei perfekter Optik sichtbare Unterschiede.
Nach meiner Einschätzung erlauben diese Bilder aber den Schluss: Der Spiegel ist mindestens auf lambda/10 genau sphärisch.
Nach einer weiteren Idee von Wolfgang habe speziell für den Foucault- Test ich eine besonders präparierte blaue Hochleistungs- LED als Lichtquelle verwendet. Das geht ganz einfach. Die Kuppe wird flach abgefeilt, bis man auf ca. 1 mm an das Aktivitätszentrum heran kommt. Danach wird die annähernd ebene Fläche blank poliert. Die Oberflächenqualität ist dabei unkritisch. Nun kommt der besondere Trick: Man muss die Fläche mit einen lichtundurchlässigen Klebestreifen so abblenden, dass genau von vorne betrachtet nur ca. die Hälfte des Aktivitätszentrums sichtbar bleibt. Die LED wird nun wie der künstliche Stern genutzt. Die Ausrichtung der Kante des Klebestreifens sollte annähernd senkrecht sein, möglichst parallel zur Foucault- Schneide. Wichtig ist auch noch, die abgeblendete Seite der LED muss auf der Seite liegen, von der die Schneide in den Strahlengang geführt wird.
Warum blaue LED? Weil im blauen Licht wegen der kürzeren Lichtwellenlänge der Foucault- Test deutlich an Empfindlichkeit gewinnt. Bei meinem Testaufbau (Abb. 5 u. 6) finde ich im Rotlicht (obiger Laser) kein Zeichen von Fehler, mit der blauen LED aber noch Spuren.
Jetzt mal abwarten was der Tester herausfindet!
Gruß Kurt
