Kompensation versus RoC/Radius of Curvature

Dieser Thread schließt an diesen Bericht an: http://www.astro-foren.de/showthread.php?p=31851#post31851 Mit hoher
Perfektion wurde dieser Spiegel, an den der Sternfreund große Erinnerungen knüpft bzw. sein Herz hängt, von Orion Optics,
UK, zu einem perfekten Newton-Spiegel umfiguriert und natürlich neu mit Hilux belegt. Ein Zygo-Certifikat lag auch dabei,
weswegen für mich die Sache noch einmal sehr interessant wurde. Da ein Zygo aus dem Krümmungsmittelpunkt mißt, ist
der Versuch, ebenfall in RoC ohne Kollimations-Spiegel im einfachen Durchgang zu messen für den Spiegelschleifer-Ama-
teur oft die einzige Möglichkeit, seine Spiegel zu testen, wenn er nicht gerade den Test am Himmel vornimmt, das ist
dann die sicherste Lösung. Bei diesem Test hat man grundsätzlich einen Lagerungs-Astigmatismus, dessen Größe man
auf unterschiedliche Art erfassen und herausrechnen kann.



Beim Zygo werden in der Regel aus mehreren hundert Einzelmessungen ein Durchschnitts-Ergebnis ermittelt. Da wäre ein
Amateur zeitlich etwas überfordert. Schaut man aber im Certifikat die 3-D-Darstellung genauer an, dann würde man
an diesem Bild eine leichte Überkorrektur erkennen, trotz eines Strehls von 0.99: Wir erkennen in der Mitte eine leichte
Vertiefung, bei ca. 50% Radius einen leichten Wall, und zuletzt würde der Rand gering-fügig aufstehen. Diese Merkmale
sind bei allen meinen Messungen ebenfalls zu finden.


Ausgehend von diesem Bericht war der Spiegel bei einer konischen Konstanten von -0.24 erheblich zu zaghaft parabo-
lisiert, also fast noch ein Kugelspiegel, der wenn man in auf der Rückseite gut isoliert, ganz automatisch in die Parabel
fällt bei fallenden Temperaturen in der Nacht. Es kamen also bei der ersten Messung nur 0.476 Strehlpunkte heraus,
verursacht durch die Unterkorrektur und gut sichtbar in der 3-D-Darstellung rechts.



Nun hat die RoC-Methode deswegen ihre Tücken, weil sie nur funktioniert, wenn (1) der Radius exakt bekannt ist,
ebenso der (2) optisch wirksame Durchmesser, wenn das Interferogramm (3) kantenscharf den Rand abbíldet, und das
Interferogramm möglichst (4) kontrastreich ist, damit das Auswert-Programm damit etwas anfangen kann und nicht
gerade eine (5) Luftschliere einen Astigmatismus vortäuscht.

Eine abfallende Kante wird ein solches Interferogramm nur dann abbilden, wenn sie deutlich ausgeprägt ist, auch die Frage der Unter- bzw. Überkorrektur wird nicht sicher damit beantwortet - das hängt bereits wieder vom richtigen RoC-Radius und dem opt. wirksamen Durchmesser ab. Also sehr viele Parameter, die man exakt einhalten muß. Deshalb ist
ein Sterntest am Himmel besonders bei großen Spiegel-Durchmessern am sichersten.
Eine weitere Testmöglichkeit bietet das Kompensations-Setup (ähnlich dem Dall-Null-Test) entweder wie in meinem
Fall durch eine Plankonvex-Linse oder gegen eine Sphäre. Bei der Sphäre müßte man zwischen den beiden Spiegeln prüfen, bei der Plankonvex-Linse schaltet man eine EinzelLinse dazwischen, von der man aber die opt. Daten ganz exakt
haben muß, wie in meinem Fall. Bei der Einzel-Linsen-Kompensation ist ein Interferenz-Filter für exakt eine Wellen-
Länge erforderlich, in meinem Fall der Baader'sche Solar Continuum Filter hier mit Transmissions-Kurve. Jetzt muß das
System nur noch "geeicht" werden auf die Meß-Wellenlänge von 532 nm wave: Gesucht ist der Brechungs-Index für
die ZEMAX Rechnung, der bei allen künftigen Simulationen dann gleich bleibt.
Mit diesen Daten kann man dann mit ZEMAX, Oslo oder Atmos ... den Abstand zwischen Spiegel und Linse einstellen, der
Abstand der Lichtquelle zu Linse ergibt sich dann automatisch bzw. entspricht dann den Daten aus der Kompensations-
Rechnung. Über ZEMAX selbst lassen sich die erzielten Werte auf Plausibilität nochmals überprüfen.
Die Einzel-Linse führt ihn jedem Fall Achskoma ein, das man weitestgehend herausjustieren kann, vermutlich aber auch
Astigmatismus, entweder lagerungsbedingt, oder weil man nicht ganz auf der Achse mißt - ich habe es noch nicht ge-
nauer untersucht. Den Astigmatismus prüft man für gewöhnlich in RoC auf seine Größe.



Auf einem 4 Meter langen Tisch stehen dann die Komponenten im richtigen Abstand hintereinander und sehr zu meiner
Zufriedenheit entstand sofort ein Interferogramm mit geraden parallelen Streifen, an dem man genau die Fehler erkennt,
wie sie bereits beim Zygo Certifikat erkennbar sind.



Hier eine Detail-Ansicht meiner 165 mm Durchmesser BK7 Plankonvex-Linse, 20 mm Mittendicke.



Das Kompensations-Interferogramm entspricht also sehr schön der Zygo-3-D-Darstellung. Lediglich ein leichter
Astigmatismus in Form ansteigender Streifenabstände stört den Frieden etwas. Gut erkennbar die Mulde in der
Mitte, die vom Fangspiegel verdeckt ist im späteren Teleskop und bei etwa 50% der oben erwähnte "Ring-Wall"



Hier die Auswertung des Kompensations-IGrammes



Das RoC-Interferogramm kommt ohne Kompensations-Linse aus, das Streifenbild muß allerdings auf Null zurückgerechnet
werden. Auch in diesem Fall kommt ein ähnlicher Wert heraus.



Zusätzlich der Test auf Astigmatismus, der die Frage beantwortet, ob oder wieviel Astigmatismus man bei der Wert-
Ermittlung abzieht.



Auch auf dem auf Null zurückgerechnete Interferogramm ist die 3-D-Darstellung vom Zygo noch erkennbar, wegen der
Anzahl der Streifen nicht mehr so gut sichtbar.





Wenn man einen engen Interferenz-Filter benutzt, dann lassen sich alle übrigen TEsts auch in Kompensation durchführen.
In diesem FAll der Ronchi-Gittertest und die Situation in der Mitte.



Auch beim Foucault-Test der gleiche Sachverhalt, wobei man darüber streiten kann, wie wesentlich die Differenz
zwischen der Transmissions-Kurve des benutzen Filters, und die von mir in der Zemax-Rechnung mit 532 nm wave
tatsächlich ist. Das Maximum der Filter-Kurve laut Diagramm läge bei 437 nm wave, ein Wert der sicher "spielt" ebenso
wie die Angabe bei den grünen DiodenLasern.



Ohne Interferenz-Filter, der grüne Sonnenfilter von Baader, hätte man keine Chance: Die Einzellinse hat ein breites
primäres Spektrum. Ein Achromat oder noch besser Apochromat wäre zwar besser, aber sündhaft teuer in der er-
forderlichen Qualität.



Auch ein Sterntest ist mit Interferenzfilter möglich, ohne Filter eine sehr bunte Angelegenheit. Der Sterntest zeigt
intra- wie extrafokal keine Auffälligkeiten, weshalb man von einem perfekten Spiegel ausgehen kann, der zudem
nach allen Regeln der Kunst von zwei Seiten geprüft worden ist.



Es fehlen natürlich noch die Beweise aus der Praxis selbst. Aber der Sternfreund ist Mitglied unseres Forums, und das
läßt doch hoffen ...