Randproblem mit Interferometrie erkennen

Hallo Achim,

> Was mache ich hier falsch? - So wie ich vorgehe könnte ich die Wirkung dieses Randfehlers jedenfalls nicht quantifizieren.

Da der abgesunkene Randbereich ziemlich schmal ist, genügt es in diesem Fall nicht nur die 1. bis 3. Ordnung zu betrachten. Die Informationen über den schmalen Rand sind hauptsächlich in den Zernike-Polynomen höherer Ordnung enthalten.

Gruss
Michael

Hallo Achim,

bitte um etwas Geduld. Michael hat ja Dein Problem schon kurz und bündig geklärt. Ich bearbeite gerade den konkreten Fall als Beispiel mit "openFringe" und werde die Ergebnisse hier einstellen. Das kann u. a. sphärische Aberration bis 7. Ordnung.

Gruß Kurt

Hallo Achim,
kannst Du vielleicht hiermit etwas anfangen:
http://wyant.optics.arizona.edu/math.htm

Ich kenne die Seiten nur, wenn ich nach bestimmten Mathematischen Fragen auf Suche bin. Aber die ersten Links beschäftigen sich alle mit Zernike Polynomen. Interessant ist die Transformierung von Zernike-Koeffizienten in Seidel-Koeffizienten.

Gruß

Hallo Achim, liebe Mitleser,

hier also wie angekündigt die Bearbeitung des obigen I-Gramms mit „openFringe“ mit dem Ziel Analyse des abgesunkenen Randes.

Da erste Bild zeigt die 3 D- Darstellung der Wellenfont nur mit den Zernikes für sphärische Abeerration 1. bis 7. Ordnung. Damit wird die Darstellung frei von Fehlern wie Asti, Koma und sonstigen nicht rotationsymmetrischen Einflüssen. Kurz gesagt, der abgesunkene Rand müsste dabei am deutlichsten sichtbar werden. Zweifellos ist dieser auch unübersehbar.

<b>Bild 1 </b>


Nun weiß man noch nicht so genau wie sich das in in Wellenlängen ausdrückt. Das sieht man in der skalierten Profildarstellung aber prächtig.

<b>Bild 2</b>

Ab Radius ca. 124 mm sinkt der Rand relativ drastisch ab. Den Einfluss dieses Fehlers kann man radikal beseitigen indem man den Randbereich um einige mm abblendet. Übungshalber hab ich deshalb das Interferogramm des Spiegels auf 97% seines Originaldurchmessers (roter Kreis) abgeblendet.

<b>Bild 3</b>

Für die nachfolgende Auswertung wird logischerweise der Wert für den Spiegeldurchmesser von 256 mm auf 248.3 mm reduziert und die Streifen (bis zum roten Rand) erneut eingelesen. Die Wellenfront- sowie die Profildarstellungen sehen danach erwartungsgemäß so aus:

<b>Bild 4</b>

<b>Bild 5</b>

Mit diesen Darstellungen liefert das Progranmm auch die jeweiligen Stehlzahlen S bzw. die RMS- Werte. Kurz und gut, hier bringen 3% Durchmesserverlust wegen Abblendung einen Gewinn
von S =0,893 auf S = 0,963.

Die nächste Frage wäre: sieht man das denn auch in der Praxis? Dazu kann man sich noch die synth. Sterntestbilder sowie die MTF- Kurven ansehen:

<b>Bild 6</b>

<b>Bild 7</b>

Am ehesten wird man den Unterschied in den extra/intrafokalen Sternbildern wahrnehmen können. (ich stelle aber in der Praxis stets bestmöglich fokale ein). Die MTF- Kurve sieht für den abgeblendetebn Spiegel etwas besser aus. Das gilt auch dann wenn man den reduzierten Spiegeldurchmesser mit in Rechnung stellt. Wahrscheilich kann man hier nur direkten Vergleich mit/ohne Abblemdung untd natürlich bei gutem Seeing herausfinden ob der in den Diagrammen erkennbare Unterschied auch tatsächlich wahrnehmbar ist.

Fazit:
Der hier in der Analyse sehr gut erkennbare abgesunkene Rand hat wahrscheinlich noch keine gravierenden Auswirkungen auf die Bilddefinition.

Zur Analyse weiterer Fehler müsste man sicherheitshaber mehrere I-Gramme einlesen und die Zernikes mitteln. Z. B. kann Asti auch durch zufällige Luftschlieren in Strahlengang vorgetäuscht werden.

Gruß Kurt

Hallo Achim,
Aum meinem privaten Rechner läuft FringeXP nicht, deshalb bin ich auf OpenFringe umgestiegen. Die Funktionalitäten sind besser, du kannst "online" Zernikes anstellen oder abstellen und den Einfluss in Echtzeit auf dem Graph sehen. Auch die Manipulation von Zernikes (Wegrechnen Bath-Asti oder falls bekannt, Knickasti) geht sehr einfach und praktisch. Die Auswertmöglichkeiten sind besser und die Funktionen des synthetischen Foucault/Ronchi/Sterntests überzeugen restlos. Du kannst sogar ein synthetisches Interferogramm rechnen lassen und dann am Compi üben, ob es nicht bessere Einstellungen gibt, mit weniger Fringes oder so. Die Mittelung mehrerer Interferogramme ist auch praktisch und bei Luftunruhe auch absolut notwendig. Beim Setzten der Punkte auf den Fringes kannst du beliebig zoomen, das ist sehr praktisch.

Grüsse Max

Hallo Achim,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Könnt Ihr mich an eure Erfahrungen / Eindrücken / Meinungen bitte teilhaben lassen?
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
ich benutze seit gut einen Jahr nur noch "openFringe". Du hast doch mit Deiner FringeXP- Auswertung selber demonstriert, dass man damit im Gegensatz zu "openFringe" die praktisch interesssante Frage nach Quantifizierung des Randfehlers nicht beauntworten kann.

Zu den dem bereits von Max aufgelisteten Optionen von "openFringe"
fallen mir noch folgende nützliche ein, die es unter „FringeXP“ nicht gibt:

<b>MTF, PSF, Star Test</b>Die MTF halte ich auf jeden Fall informativer als die Strehlzahl.

<b>Funktion A-B</b>
Damit kann man z. B. die Zernikes einer nicht ganz perfekten Referenzsphäre von denen des Prüflings subtrahieren. Prakrtische Anwendung z. B.:
a) Test von Planspiegeln im Ritchey Commion Testaufbau
b) Korrektur von konvexen Fangspiegeln für Cassegrains und Kutter- Schiefspieglern nach der Prüfglasmethode (die Optik für einen 9"- Kutter hab ich gerade im Polierstatus).

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...(gibt es diebezüglich eine Doku? - die Online Hilfe klappt bei mir nach dem installieren leider nicht))...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das funktioniert bei mir auch nicht. Ich hab mich aber mittlerweile ohne diese Hilfe eingearbeitet, wäre aber trotzden dankbar wenn uns jemand sagen könnte wie man an die Hilfe- Funktion herankommen kann.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...So wie ich alles bisher verstanden habe ist - Thema thermische Bedingungen bei der Messung, vor allem Luftbewegung - die 'Qualität' des Streifenbilds selbst wahrscheinlich der limitierende Faktor.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Die thermischen Bedingungen spielen unabhängig vom Auswerteprogramm bei allen Messungen eine Rolle. Wenn man die prinzipiell bessere Auflösung von „openFringe“ voll nutzen will muss man allerdings etwas höheren Aufwand zwecks Unterdrückung der Thermik- Effekte betreiben.

Die Qualität meines obigen Interferogramm bezeichne ich als unterdurchschnittlich. Aber man kann mit derartigen I-Grammen bereits die meisten Features unter openFrimge sinnvoll nutzen, insbesondere dann, wenn man die Zernikes mehrere solcher I- Gramme mittelt. Das gilt aber für andere Auswerteprogramme ebenfalls. Nur dann wenn man die FFT- Analyse unter openFringe vorteilhaft nutzen will braucht man auch blitzsaubere Interferogramme mit höherer Streifendichte.

Falls gewünscht mach ich gerne eine Link- Liste zu meinen bisherigen „openFringe“ - Aktivitäten.

Gruß Kurt

Hallo zusammen,

wie gut ein abgefallener Rand im Interferogramm beurteilt werden kann hat nicht unwesentlich mit der erzielbaren lateralen Auflösung zu tun. In diesem Zusammenhang hat Dale Eason gerade ein Interferogramm eines sphärischen Spiegels mit einem Fingerabdruck vorgestellt:

Offenbar ist es möglich, Strukturen von 150 nm Höhe und &lt; 1mm lateraler Ausdehnung in der Analyse sichtbar zu machen, das finde ich sehr erstaunlich.

Das Interferogramm ist mit der FFT-Methode ausgewertet worden und verdeutlicht wie ich finde sehr schön, was machbar ist.

Meiner Meinung nach müßte das so auch mit Optiken mit anderen konischen Konstanten gehen, da bin ich mir aber nicht so sicher.

Viele Grüße,
Andreas

Hallo Andreas,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Offenbar ist es möglich, Strukturen von 150 nm Höhe und &lt; 1mm lateraler Ausdehnung in der Analyse sichtbar zu machen, das finde ich sehr erstaunlich.

Das Interferogramm ist mit der FFT-Methode ausgewertet worden und verdeutlicht wie ich finde sehr schön, was machbar ist...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
vielen Dank für das schöne Beispiel. Das Dumme bei dieser FFT- Analyse ist leider, dass das System nicht unterscheiden kann ob der Fehler durch Fingerabdrücke, Verschmutzung der Oberfläche und/oder der Interferometeroptik, ungleichförmige Ausleuchtung oder wie gewünscht von der zu prüfenden Oberfläche stammt. Daher braucht man hier besonders saubere Interferogramme, zusätzlich viele Mittelungen aus verschiedenen Streifeneinstellungen, Drehung des Prüflings mit wiederholten Aufnahmen um irreguläre Obergflächenfehler mit kleinen lateralen Abmessungen sicher diagnostizieren zu können.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Meiner Meinung nach müßte das so auch mit Optiken mit anderen konischen Konstanten gehen, da bin ich mir aber nicht so sicher...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das geht praktisch genau so gut mit CC = 0. Siehe auch:
http://www.astrotreff.de/topic…35&SearchTerms=openFringe

Gruß Kurt