Selbstschliff ADC Keilplatten S-FPL53

Hallo Selbstschleifer,

ich möchte euch mein neues Projekt vorstellen, der Selbstschliff zweier Keilplatten für einen ADC. Mittlerweile ist das Projekt in vollem Gange. Da ich mich anfangs nicht zu sehr aus dem Fenster lehnen wollte, starte ich erst jetzt meinen Bericht. Zumindest sieht es bisher ganz gut aus.

Nach meinen Erfahrungen mit einem 115mm Spiegel als Einstieg, einem 300mm f/4.2 Spiegel und einem Cassegrain Sekundärspiegel, traue ich mich an die Keilplatten heran. Hier erwarten mich ganz andere Aspekte:
Die Gläser sind klein und müssen für eine bessere Handhabung irgendwie montiert werden.
Bearbeitung einer anderen Glassorte, die potenziell für einen APO sehr interessant ist.
Vorder- und Rückseite müssen bearbeitet werden.
Prüfung des Keilwinkels und der Oberflächengüte.

Zuerst etwas Theorie und Hintergrund der ganzen Sache:

Für die Planetensaison letzten Sommer habe ich mir den PierroAstro MK3 gegönnt. Der ADC, also atmosphärischer Dispersions-Korrektor, funktioniert ja bekannterweise über die Verdrehung zweier Keilplatten zueinander. Das Manko der gängigen ADC ist aber der Fakt, dass diese nur aus zwei einfachen Keilplatten bestehen. Mit zunehmender Drehung ergibt sich eine Bildverschiebung, viel schlimmer aber ein Astigmatismus. Dieser war beim tief stehenden Mars sehr auffällig. Eine Beobachtung mit Rotfilter hat ohne ADC das deutlich bessere Bild ergeben.

Dieses Manko kann man umgehen, indem man nicht zwei einfache Keilplatten verwendet, sondern jeweils zwei verkittete Keilplatten. Die Außenflächen sind plan, der Keil liegt in der Kittfläche. Idealerweise haben die beiden verkitteten Gläser denselben Brechungsindex aber möglichst unterschiedliche Dispersion. Da die beiden Keilplatten beim PierroAstro aus Quarzglas bestehen (n=1.46) ergibt sich als bestes Partnerglas das S-FPL53 (n=1.44). Ausnahmsweise wird das S-FPL53 hier nicht wegen der anomalen Teildispersion benötigt.

Die Aufgabe ist also: Zwei passende Keilplatten aus S-FPL53 herzustellen und diese im PierroAstro zu verbauen. Den PierroAstro habe ich natürlich zuerst zerlegt, um zu schauen, ob das überhaupt geht. Das Zerlegen war einfach, es sind nur wenige Teile. Außen Metall, innen 3D-Druck, zwei Kugellager und die beiden Keilplatten.

Die Quarzplatten sind auf dem Foto noch drin. Diese waren sehr fest in der Fassung eingepresst. Mit ordentlich Druck mit dem Daumen waren sie aber heraus zu bekommen. Diese Keilplatten lose zu haben war für die spätere Montage der Rohlinge im richtigen Winkel wichtig. Dazu aber dann mehr in den folgenden Berichten.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Roland,

Hier etwas Lesefutter zum ADC: Teil 1 prinzipielle Funktionsweise, Teil 2 Aberrationen.

http://www.skyinspector.co.uk/atm-dispersion-corrector--adc
http://www.skyinspector.co.uk/adcs-part2

Das Problem mit dem Astigmatismus ergibt sich aus den schief stehenden Planflächen im Strahlengang. In der Neutralstellung der Keilplatten hebt sich der Astigmatismus auf, genauso wie die Farbverschiebung. Es ist abzuwägen zwischen Bildverbesserung durch die Farbkorrektion und Bildverschlechterung durch den Astigmatismus. Nach dem verlinkten Artikel oben, überwiegt bei einer Objekthöhe von mehr als etwa 25° der Farbvorteil.

Es gibt einen ADC mit verkitteten Keilplatten auf dem Markt. Leider ist dieser aber in einem Preisbereich, den ich nicht bezahlen möchte. Schade, dass alle anderen Hersteller nur die Variante mit einfachen Keilplatten anbieten. Dies ist vermutlich der Tatsache geschuldet, dass man Keilplatten von gängigen Optik-Herstellern eigentlich nur aus N-BK7 oder Quarzglas erhält. Alles andere wäre aus Stückzahlgründen eine teure Sonderanfertigung.

Für mich ist das "Tuning" des PierroAstro quasi das Hobby im Hobby. Wenn es nicht klappt, baue ich den ADC wieder zusammen wie gehabt.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Roland,

die Thematik mit dem Astigmatismus ist den meisten Leuten nicht bewusst. In der Regel ist das bei kleinen bis mittleren Teleskopöffnungen und vernünftigen Horizonthöhen auch kein Thema. Im Prinzip bin ich mit dem PierroAstro MK3 auch zufrieden. Gerade die unabhängige Verstellung von Drehwinkel der Keile zueinander und Winkel zum Horizont gefällt mir gut.

Die Wirkung der Keilplatten hängt nicht nur vom Drehwinkel ab, sondern auch vom Abstand zum Fokus. Bringe ich jetzt die S-FPL53 Keile auf die Quarzkeile, dann reduziert sich die Wirkung deutlich. Bei mir funktioniert das Ganze nur, weil ich den ADC vor dem Binoansatz habe. Durch den Fokusabstand von über 100mm reicht die Wirkung aus, ohne die Keilwinkel zu erhöhen.

Ich bin in der glücklichen Lage, das S-FPL53 als Ausschuss-Rohlinge bekommen zu haben. Ansonsten wäre generell die Beschaffung von optischem Glas als Privatperson eine Hürde. Da hin und wieder in den Foren die Herstellung einer S-FPL53 Linse aufkommt, möchte ich die Community teilhaben lassen, wie es mit der Bearbeitung des Materials aussieht.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Guntram,

danke für deinen Zuspruch. Ich sehe mittlerweile eine Chance auf Erfolg. Eine große Lernkurve habe ich bereits durchlaufen, gerade was das Polieren und das Montieren und Lösen auf Träger betrifft.

In der Tat wird mit zunehmender Entwicklung in der Sensortechnologie das Thema immer interessanter. Schon parallel zum Bau meines Cassegrains habe ich mir Gedanken zum ADC gemacht. Vorbild war immer der Gutekunst. So etwas nachzubauen war der Plan. Natürlich eine aufwändige Sache, die ganze Mechanik und die Keilplatten. Als Glaspaarung hatte ich z.B. S-LAH65/S-TIH6 oder N-LAK22/N-SF2 angedacht. Bei beiden Paarungen fast identische Brechzahl, aber möglichst großer Unterschied in der Dispersion.

PierroAstro hat dann mit dem MK3 das Einstell-Konzept von Gutekunst aufgenommen. Die Ausführung ist nicht so edel, aber es funktioniert. Der einzige Nachteil sind noch die beiden einfachen Keilplatten. Für diese hat PierroAstro Quarzglas gewählt, mit dem Argument Transmission für die Venus UV-Fotografie. Ich habe mir dann den PierroAstro gekauft, so muss ich "nur noch" zwei Keilplatten herstellen. Auch wenn es nichts wird, habe ich immer noch den unmodifizierten ADC.

Wäre schön, wenn ein Hersteller darauf eingeht und einen ADC mit verkitteten Keilplatten zu einem akzeptablen Preis anbietet. Ich befürchte aber, dass dies nicht passiert. Gar nicht, weil der Hersteller das nicht will, sondern weil es nicht machbar ist. Blättert man in Katalogen von Optik-Herstellern (Edmund, Qioptiq, ...), so findet man nur Keilplatten aus N-BK7 oder Quarzglas. Für die Hauptanwendungen wie z.B. Laser-Stahlablenkung reicht das. Ich vermute, die Hersteller der ADC bedienen sich alle aus dem großen Pool der Hersteller von Optik-Komponenten. Nur für den kleinen Markt ADC für Astroamateure jetzt Keilplatten aus speziellen Glassorten zu fertigen wäre übermäßig teuer. Leider.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Roland,

interessantes Teil von AOKswiss. Was nicht klar hervor geht, ist das jetzt ein einfaches Keilprisma, oder ein verkittetes Keilprismenpaar.

Falls es nur ein einfaches Keilprisma ist, hätte man keinen Vorteil, sonder nur den Nachteil, dass es nicht stufenlos verstellbar ist.

Ist es aber ein verkittetes Keilprisma, dann hätte man den Vorteil aberrationsfrei. Man würde dafür auf die stufenlose Verstellung verzichten. Die Wirkung kann man aber durch einen anderen Abstand zum Fokus noch etwas variieren. Ich denke mit einem Satz von 2 oder 3 dieser "Keillinsen" ist man ausreichend versorgt. Für einen Einsatz am Bino ist es halt leider ungünstig.

Viele Grüße
Andreas

Hallo,

jetzt aber ran an die Arbeit. Zuerst die Vorbereitung:

Ich habe die zwei S-FPL53 Rohlinge, Durchmesser 25mm und Dicke 6mm. Aus der Optik-Grabbelkiste habe ich diverse Glasscheiben und Glasplatten zum Aufkleben der Rohlinge und als Tools zum Schleifen und Polieren. Zur Messung und Überprüfung des Keilwinkels darf auch ein Laser nicht fehlen.

Mir stand ein aussortierter Festkörperlaser zur Verfügung (ein Laserpointer würde auch reichen). Der Laser steht an der Tischkante und ist auf einer nivelierbaren Grundplatte montiert. Der Strahlteiler lenkt in Richtung Boden um. Auf dem Boden liegt eine Glasplatte, die wieder nach oben spiegelt. Jetzt kann man den Strahl so justieren, dass er in sich zurück läuft. Die Spiegelung von der Platte am Boden und von der Strahlteiler-Unterseite sind dann deckungsgleich an der Zimmerdecke. Durch Auflegen der Keile auf der Glasplatte und etwas Trigonometrie kann man den Keilwinkel bestimmen. Ebenso kann man mit diesem Aufbau die Parallelität der beiden Außenflächen nach Zusammenbringen zweier Keilplatten prüfen.

Der erste Schritt war das Aufkleben der Rohlinge im richtigen Winkel auf eine Trägerplatte. Hier waren die Gegenstücke vom ADC nötig, um den Winkel zu übertragen. Die Geschichte erforderte etwas Überlegung und Ausprobieren, wie mit dem vorhandenen Hilfsmaterial das gewünschte Ergebnis zu erreichen ist. Da Bilder mehr als tausend Worte sagen, so sieht es aus (bereits etwas angeschliffen):

Die Rohlinge sind jeweils auf etwas größere dicke Glasplatten aufgeklebt. Der Kleber ist eine Art Sekundenkleber. Diese Pakete sind dann im richtigen Winkel auf eine große Trägerplatte geklebt. Hier habe ich 2-Komponentenkleber verwendet. Die Klebeprozedur auf die große Platte ist auf dem Kopf liegend erfolgt, mit den Keilplatten vom ADC an den Rohlingen befestigt. Als Auflage und Abstandshalter habe ich einen praktischen Glasring in der Grabbelkiste gefunden.

Viele Grüße
Andreas

Hallo,

weiter geht es mit ein paar Infos zum Schleifen. Zur Verfügung stand mir das Material von Stathis. Da die Rohlinge klein sind, habe ich mit der 180er Körnung Carbo begonnen. Die 80er schien mir doch zu grob. Als Tools dienten Teile von Vitrinenscheiben vom Sperrmüll. Zur Vermeidung von Kippen und für eine gute Planität wird der Glasring mit geschliffen. Hier ein paar Fotos: Grobschliff (umgedreht zur Demonstration), Feinschliff mit dem Korund, fertig (zumindest die Keilseite):

Ach ja, am Anfang läuft nicht immer alles glatt: Eine der Rohlinge war nicht ganz im richtigen Winkel. Also wieder lösen und neu aufkleben. Den großen Träger auf eine Herdplatte auf kleiner Stufe und der 2-Komponentenkleber verliert an Festigkeit. Dann die mit Sekundenkleber geklebten Rohlinge ablösen. Im Prinzip mit Aceton, da aber flächig geklebt ist, kommt das Lösemittel nicht ran. Also Meister Google befragen: So bei 70°-90° Celsius sollte Sekundenkleber zäh werden. Langsam im Wasserbad erhitzt und tatsächlich, es funktioniert.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Leute,

weiter geht es mit dem Polieren. Das Poliertool hat einen Durchmesser von 125mm, die Pechhaut ist etwa 5mm dick. Zum Pressen einer planen Fläche dient die dicke quadratische Glasplatte. Ein Wabenmuster ist mit eingepresst. Poliermittel ist das Ceroxid von Stathis.

Zuerst habe ich wie beim Schleifen die beiden Keilplatten samt Trägerplatte und Glasring poliert. Gerade bis leicht ovale Striche über Toolmitte. Strichlänge so, dass der Glasring etwas über das Tool hinaus läuft.

Diese Art zu polieren hat den Nachteil, dass der Glasring das Polierpech am Rand zu sehr herunterdrückt. Zudem laufen die beiden Keilplatten selbst nicht über die Toolmitte. Laut meinen Unterlagen zu einem Feinoptiker-Schnupperkurs ist die richtige Polierweise immer über die Toolmitte, entweder in geraden oder leicht ovalen Strichen. Die Strichlänge ist entweder von Rand bis Rand, oder Mitte bis Rand.

Deshalb bin ich dazu übergegangen, die Keilplatten vom großen Träger zu lösen und einzeln zu polieren. Das kleine runde Trägerglas bleibt aber jeweils dran. So kann man auch viel längere Striche machen als vorher. Der Poliertisch dreht sich etwa einmal in 10 Sekunden.

Viele Grüße
Andreas

Hallo,

heute habe ich wieder eine Stunde poliert. Insgesamt stecken jetzt 12 Stunden Polierzeit drin, also 6 Stunden pro Keilplatte. Das sieht jetzt so aus:

Die Wabenstruktur ist zu, die vielen Kanäle brauche ich aber gar nicht. In der Mitte ist ein kleines Loch, dazu noch eine Spirale. Zuerst dachte ich, das Polieren geht deutlich schneller als bei einem großen Spiegel. Leider ist das nicht so. Ich bin immer noch am auspolieren, also noch gar nicht bei der Flächenform.

Jedenfalls fängt es an spannend zu werden. Die Flächen lassen sich einfach nicht auspolieren, es sind immer feinste Kratzer zu sehen. Hier mal Fotos einer Keilplatte. Fotografiert mit dem Handy durch eine Lupe. Eine Deckenlampe unter einem bestimmten Winkel liefert eine Art Hellfeld- oder Dunkelfeld-Beleuchtung.

Die Linie aufgereihter Punkte (auf 4 Uhr, unter dem hellen Kratzer) sind noch Reste vom Schleifen. Diese werden auch langsam heraus poliert. Die anderen feinen Striche aber bleiben, besser gesagt, diese entstehen immer wieder neu. Ein Feinoptiker hat mir erzählt, das nennt sich "Wiedergrau". Schuld ist eine chemische Reaktion des Poliermittles mit dem S-FPL53. Generell neigen ED-Gläser zu diesem Verhalten, besonders bei Ceroxid. Es werden beim Polieren winzige Glasstücke herausgelöst, die dann über die Oberfläche kratzen. Eine Möglichkeit für ein besseres Polierverhalten wäre, ohne Poliermittel aber mit viel Wasser direkt auf dem Pech zu polieren. Ich werde das die nächsten Tage mal ausprobieren.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Zusammen,

ich kann einen ersten Erfolg vermelden. Das Polieren auf Pech ohne Poliermittel hat gewirkt. Die beiden Keilseiten sind nach jeweils etwa einer Stunde polieren jetzt so gut wie frei von Strichen und Pünktchen.

Jetzt kommt der nächste Schritt: Die Messung gegen ein Planglas ergab für beide Flächen eine leicht konvexe Oberfläche. Die Abweichung liegt bei 5 Ringen, was einem Krümmungsradius von 45 Meter entspricht. Die Ringe sind weitestgehend rund, also die Fläche ohne nennenswerten Astigmatismus.

Es gibt zwei Möglichkeiten weiter zu machen:

1) Es dabei belassen. Die Abweichung von der Planität hat keinen wesentlichen Einfluss auf die optische Abbildung. Es handelt sich hier auch um die Kittfläche, verkittet mit einem Kitt und einem Glas mit sehr ähnlichem Brechungsindex.

2) Doch noch versuchen, die Flächen planer zu machen: Das könnte eine Übung für später sein, wenn die Außenflächen dran kommen. Die Fragen ist nur, wie? Vielleicht wieder auf dem gemeinsamen Träger mit dem Ring als Unterstützung? Oder habt ihr Ideen, mit welcher Strichführung ich in Richtung konkav arbeiten kann?

Wahrscheinlich ist es für Punkt 2 erst einmal sinnvoll, die Keilplatten von den Trägergläsern ab zu machen. Eventuell übt die Verklebung eine Spannung aus, so dass sich die Flächenform wieder ändert. Dann müsste ich die Keilplatten ganz lose für die finale Oberfläche polieren.

Vielleicht ist es erst besser die Außenflächen soweit zu bringen wie jetzt die Keilseiten?

Viele Grüße
Andreas

Hallo Oliver,

danke für deinen Tipp. Ich habe jetzt eine halbe Stunde nach deinem Vorschlag poliert. Leider ändert sich nichts, zumindest wie man das bei etwa 5 Ringen abschätzen kann. Ich habe das Gefühl, dass ohne jeglichen Druck das Werkstück einfach nur auf einem Wasserfilm über das Pech gleitet. Das Eigengewicht ist einfach zu gering.

Was aber gut ist, es entstehen so gut wie keine weiteren Wischer. Auch das Arbeiten mit stehendem Tool und langsamen Strichen scheint gefühlsmäßig weniger Kippeln zu verursachen.

Ich bin probehalber dazu übergegangen, am Rand des Tools mit Überhang zu polieren, also wie bei der Spiegelherstellung im Grobschliff. Tatsächlich ist die Mitte flach geworden, in der Mitte sogar minimal tiefer. Über 2/3 der Fläche sind die Steifen annähernd gerade, zum Rand fällt es dann 3 Streifen ab.

Ich werde weiter versuchen, auf diese Weise mit variierendem Überhang zu polieren und beobachten wie es sich verhält. Wäre es sinnvoll, dafür eine neues kleineres Tool (ca. 50mm) mit frischem Pech zu machen?

Viele Grüße
Andreas

Hallo Oliver,

ich habe noch auf die Weise mit Überhang weitergemacht und es ist besser geworden. Jetzt habe ich in den inneren 80% schon recht gerade Streifen, außerhalb einen Randabfall von noch 1-2 Streifen. Das war viel Arbeit, und es ist erst eine Keilplatte.

Viel Zeit haben die Prüfungen zur Kontrolle der Polierwirkung gebraucht. Aber ich habe ein gutes Gefühl bekommen, wie viel Überhang welche Wirkung hat. Viel Überhang wirkt stark auf die Mitte, so hatte ich zwischenzeitlich ein Loch mit 1 Streifen. Dann mit weniger Überhang wurde der Innenbereich flacher und der Unterschied zum Rand kleiner. Ich habe mit kurzen Strichen gearbeitet, etwa 1-2 Werkstücklängen. Der Druck war mäßig.

Auch hatte ich den Eindruck, dass erst jetzt das Tool einpoliert war und den nötigen Widerstand hatte. Ohne Poliermittel fühlt sich das wie ein ganz feines drüber kratzen an. Dennoch ist die Fläche glatt ohne Wischer, nur vereinzelt kleinste Pünktchen. Im Gegensatz mit Poliermittel fühlt es sich zwar geschmeidig an, hat aber die Oberfläche voller Wischer. Ist schon eigenartig das FPL53.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Oliver,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wie startest Du eigentlich an einem neuen Poliertag?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Bei der gestrigen Sitzung bin ich gleich ran, normalerweise aber gehe ich so vor:
Ich erwärme das Tool im heißen Wasserbad. Das Wasser ist aus dem Wasserhahn und hat geschätzte 50°C. Dann lege ich die dicke Glasplatte mit der polierten Seite auf das Tool. Die Platte sieht man weiter oben im Bild (Größe 142x142x15 mm^3). Ich drücke die Platte etwas auf das Tool, nehme beides zusammen aus dem Wasserbad und lasse es weiter liegen und etwas abkühlen. Manchmal mache ich ein paar Polierstriche, wenn das Pech noch lauwarm ist. Dann nehme ich die Platte runter, lege das Tool auf den Poliertisch und lasse es ganz abkühlen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ist das Pech noch zu kühl dann rupft es, ist es zu warm reißt es Dir den Rand weg. Die richtige Mitte zu finden ist da manchmal schwer.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ja! Mir erzählen Feinoptiker, dass es selbst nach vielen Jahren schwer ist: Temperatur, Luftfeuchte, Polierpech, Poliermittel, alles in der richtigen Mischung zu finden. Die einzelnen Mitarbeiter haben auch ganz persönliche Präferenzen. Und diese Fluorid-Phosphat-Gläser sind nicht gerade sehr beliebt.

Viele Grüße
Andreas

Hallo,

ganz vergessen, hier der Fortschritt von heute:

Ich habe eine Stunde poliert, auf die Weise mit variierendem Überhang wie vorher. Jetzt bin ich an die zweite Keilplatte ran. Das war heute schon deutlich schneller und zielgerichteter.

Bei der zweiten Keilplatte habe ich etwa 1 Streifen Durchbiegung, schön gleichmäßig, was auf eine sphärische Abweichung hindeutet. Die erste Keilplatte von gestern mit dem abfallenden Rand habe ich nochmals bearbeitet. Diese sieht jetzt ebenfalls nach Sphäre aus, mit 1.5 Streifen Durchbiegung.
Allerdings habe ich zur Prüfung nicht lange auf Temperierung gewartet. Ich werde das später nochmals prüfen. Vielleicht kann ich demnächst an ein Interferometer. Dann kann ich Bilder zeigen, denn die Interferenz mit dem Probeglas lässt sich schlecht fotografieren.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Leute,

ich konnte jetzt an den kühlen Tagen wieder etwas weitermachen. Die Feiertage mit dem schönen Wetter habe ich doch anderweitig genutzt. Hier der Bericht, was seit dem letzten Post passiert ist.

Die beiden Keilseiten waren soweit fertig poliert. Die Prüfung gegen das Probeglas waren zufriedenstellend. Das Ablösen der Platten von den Trägern war problemlos. Ein nochmaliger Test mit dem Probeglas zeigte keine Veränderung. Also bringt das Aufkleben keine wesentlichen Spannungen in das Glas.
Ich habe beim Ablösen im 80°C heißen Wasserbad immer Angst, dass ein Glas springen kann. Aber ich heize sachte hoch und bisher verlief alles gut. Eine Alternative wäre ein bis zwei Tage in Aceton einlegen. Ist dann wieder ein Thema mit Verdunstung und Lüftung.

Zur Bearbeitung der Außenflächen habe ich die Platten mit der Keilseite wieder auf die Trägergläser geklebt. Etwas Kleber am Rand dient zur Versiegelung. Da die beiden Rohgläser bereits anpoliert waren und kein Keil mehr geschliffen werden muss, konnte ich mir ein schnelleres Vorankommen versprechen.

Bei einer Platte konnte ich gleich mit dem Polieren beginnen. Wieder auf die selbe Weise und ohne Poliermittel. Es hat dann sechs Stunden Polierzeit gebraucht, bis alle Fehlstellen weg waren und die Planität in Ordnung war. Diese Fläche konnte ich dann auch am Interferometer messen:

Im Prinzip habe ich das qualitativ genauso mit dem Probeglas gesehen. Zusätzlich habe ich noch eine quantitative Aussage, ausgewertet über 95% der Apertur. Dem Optiker wird die Angabe 3/ nach DIN-ISO sicherlich etwas sagen. Eigentlich sieht man aber am Interferogramm selbst das Wesentliche: Randabfall von etwa einem Streifen und ein breites Loch von ca. 0.2 Streifen. Insgesamt sollte das für die vorgesehene Anwendung ausreichen.

Mit der Außenfläche der zweiten Keilpatte habe ich heute angefangen. Da diese kleine Muschelsprünge hatte, musste ich zuerst noch Schleifen. Erst mit dem Microgrit 25µm, dann 15µm, 5µm und 3µm. Innerhalb einer Stunde war das gesamte Schleifen inklusive Zwischensäubern erledigt.
Mit dem Polieren habe ich begonnen, zwei Stunden mit Poliermittel und drehendem Tool. Das sieht schon ganz gut aus. Es sind aber noch einige Pünktchen und Wischer da. Vermutlich in weiteren zwei Stunden ohne Poliermittel sollte das erledigt sein.

Viele Grüße
Andreas

Hallo Leute,

es wird Zeit einen Zwischenstand zu geben. Eigentlich dachte ich, dass ich bald fertig bin. Doch bin ich immer noch am Fine-Tuning der Oberflächen.

Mittlerweile habe ich die Keilplatten von den Trägergläsern gelöst. Die Klebeseiten mussten natürlich überpoliert werden. Auch die anderen Seiten habe ich nochmals etwas poliert. Dann hatte ich die Möglichkeit an einem Interferometer zu messen.

Das Ergebnis war auf allen 4 Flächen 2-3 Streifen Abweichung von der Planität. An sich kein großes Thema, denn das lässt sich weg fokussieren. Zudem gab es auf allen 4 Flächen 1-1.5 Streifen Astigmatismus - nicht mehr so schön. Allein mit der visuellen qualitativen Prüfung gegen das Probeglas ist das schwer zu sehen. Hier stört die Überlagerung mit dem Defokus.

Der Astigmatismus liegt so, dass die Krümmung quer zur Keilrichtung stärker ist als längs des Keils. Ich kann mir das nur so erklären, dass beim Polieren die Keilplatten mit zwei aufliegenden Fingern vorzugsweise quer zur Keilrichtung geführt wurden. Das ist die einfachere Möglichkeit die dünnen Platten zu führen. Durch den seitlichen leichten Druck ergibt sich dann die astigmatische Verformung der Platten.

Den Astigmatismus möchte ich nicht lassen. Also bin ich herangegangen, mit zwei Fingern auf der dünnen und dicken Seite der Keile und etwas Druck zu polieren. Das ganze zeigt Wirkung und der Astigmatismus geht zurück.

Bei dieser Aktion ist mir klar geworden, dass ich auch zu Hause für eine quantitative Auswertung mit OpenFringe ein Interferometer benötige. Raus gekommen ist folgender Aufbau:

Als Lichtquelle dient die Laserdiode vom PDI, oben an der mittleren Profilschiene angebracht. An den äußeren Profilschienen wird oben eine Glasscheibe gehalten, eine fein geschliffene Seite dient als Mattscheibe. Unten liegt das Probeglas, hier zu sehen mit aufliegender Keilplatte. Genau genommen müsste die Beleuchtung kollimiert erfolgen, also die Strahlen überall senkrecht auf die Prüffläche fallen. Bei meiner Anordnung gibt es eine Abweichung von wenigen Grad, was aber für die benötigte Genauigkeit akzeptiert werden kann.

Von leicht schräg oben gesehen sieht die Anordnung so aus, wobei man das Interferogramm auf der Mattscheibe und direkt auf dem Probeglas sieht:

Ausgewertet wird aber das gut mit einem Makro zu fotografierende Interferogramm auf der Mattscheibe:

Die ersten Auswertungen haben gezeigt, dass ich bei drei Flächen den Astigmatismus halbieren konnte. Bei einer Fläche bin ich sogar über das Ziel hinaus geschossen. Ich hoffe, mit der Zeit ein Gefühl dafür zu bekommen, mit welcher Polierzeit (typisch wenige Minuten) welche Wirkung erreicht wird. Erstes Ziel ist ein Beseitigen des Astigmatismus. Vielleicht versuche ich mich auch daran, den Krümmungsradius flacher zu bekommen, mal sehen ...

Viele Grüße
Andreas

Hallo Leute,

die Arbeit geht voran, ist aber ganz schön zäh. Das Polieren der losen Keilplatten ist nicht wirklich zu machen. Die Platten sind auf der dünnen Seite ca. 1.5mm auf der dicken Seite ca. 3.5mm dick. So kann man die Platten nur mit zwei Finger oben aufliegend führen. Durch den ungleichmäßigen Druck, den Temperatureintrag und die starke Wärmeausdehnung des FPL53 ist ein gezieltes Polieren nicht möglich.

Ich bin wieder zurück, die Platten auf die dicken Trägergläser zu kleben. Damit erreiche ich eine gleichmäßige Druckverteilung. Aber mit länger werdendem Polierfortschritt werden die Flächen zunehmend konvexer und bilden eine hochstehende 70% Zone aus. Zudem ist nach dem Ablösen die geklebte Fläche wieder etwas verformt.

Weiterhin habe ich ein anderes Poliermittel probiert. Das erzeugt auch Wischer, aber deutlich weniger als das reine Ceroxid. Als Tool habe ich eine Polyurethanfolie anstatt Pech getestet. Diese arbeitet zwar schnell, verursacht aber feine Kratzer und eine raue Oberfläche. Zum Auspolieren nach dem Schliff ist das sicher eine gute Möglichkeit für schnelles Arbeiten. Also bin ich wieder zurück zum Pech ohne Poliermittel. Zudem habe ich auf dem Tool eine Ringzone geschaffen, die gezielt die 70% Zone poliert.

Mein jetziger Stand ist in folgenden Bildern zu sehen, oben die Interferogramme, unten die zugehörigen Auswertungen (abzüglich Defokus, gleiche Skalierung), für beide Platten, Außenseiten und Keilseiten:

Man kann den Astigmatismus (Platte 1 Keilseite) und die 70% Zone (Platte 2 Keilseite) in den Interferogrammen nicht direkt sehen, das ist zu sehr vom Defokus überlagert. Das macht erst die Auswertung sichtbar. Die ausgegebenen Strehlwerte gelten für die Flächen in Reflexion und über den kompletten Flächendurchmesser. Wenn man bedenkt, dass die Flächen in Transmission verwendet werden, und die Strahlenbündel nur maximal den halben Flächendurchmesser umfassen, sollten die Restfehler unbedeutend sein.

Es bleibt lediglich ein Defokus übrig. Bei den Kittflächen ist dieser vernachlässigbar. Bei den Außenflächen entspricht das einem Krümmungsradius von ca. 50 Meter (Platte 1) und ca. 20 Meter (Platte 2). Da der Korrektor in Bildfeldnähe steht, ist auch das vernachlässigbar. Mit diesen Radien ins Designprogramm, ergibt sich ein Fokusshift von 0.5mm und eine Brennweitenänderung von 0.5% im Vergleich zu exakten Planflächen.

Hiermit würde ich das Polieren eigentlich beenden wollen. Wenn noch etwas zu machen wäre, dann die Außenfläche der Platte 2 flacher zu machen, mit dem Ziel, wie es die anderen Flächen zeigen. Was meint ihr?

Viele Grüße
Andreas

Hallo zusammen,

die S-FPL53 Keilplatten sind fertig und mittlerweile auf den Außenseiten mit einer Antireflexbeschichtung versehen. Bei den Partnerplatten aus Quarzglas muss entsprechend auf den Keilseiten noch die Beschichtung ab. Ich dachte, dass diese innerhalb kurzer Zeit runter poliert ist. Aber weit gefehlt. Die Beschichtung ist dermaßen hart, dass sich auch nach längerem Polieren wenig tut. Also in den sauren Apfel beißen und mit der feinsten Körnung von 3µm ans Schleifen ran. Innerhalb etwa 10 Minuten pro Platte ist zwar die Schicht ab, aber jetzt heißt es wieder viel polieren. Zum Glück habe ich mein neues Tool mit der PU-Folie und nach 45 Minuten pro Platte ist auspoliert. Danach noch weitere 15 Minuten pro Platte auf dem Pech und die Rauhheit der PU-Folie ist weg. Eine Prüfung gegen das Probeglas zeigte dann erfreulicherweise eine Fläche mit einer Qualität, wie sie bei den S-FPL53 Platten auf den Keilseiten zu sehen ist. Von den feinen Wischern und Löchern ist beim Quarzglas rein nichts zu sehen. Ist das ein Segen gegenüber dem empfindlichen S-FPL53.

Das Foto zeigt eine der Quarzplatten und die Polyurethan-Polierfolie. Diese ist selbstklebend und auf einer großen Glasscheibe aufgeklebt. Bei der Gelegenheit habe ich mich gefragt, ob diese Folie auch für die Spiegelherstellung geeignet wäre? Man könnte viel schneller auspolieren, was bekannterweise viel Zeit beansprucht. Erst danach zum Pech übergehen um die Fläche erst glatt zu machen und dann Parabolisieren. Man müsste die Folie in kleine Stücke schneiden um sie der Krümmung anzupassen.

Viele Grüße
Andreas