Zambuto - Enjoy Your Mirror

Siehe auch C063 Carl Zambuto Newton

12. Januar 2013 Enjoy your mirror. Wenn einer sein Handwerk versteht, dann ist das Carl Zambuto. Auch wenn er keinen ZYGO-Report beilegt,
weiß man trotzdem, daß seine Qualität nahezu unerreicht von der übrigen Spiegelschleifer-Szene ist. Auch wenn man bereits hunderte von
Parabolspiegel auf der opt. Bank hatte, Zambuto-Spiegel sind immer etwas Besonderes. http://www.teleporttelescopes.com/Optics.html

Der Markt von Newton-Spiegel wird eher von den preisgünstigen Massen-Spiegeln aus China bestimmt, die um einiges rauher sind, aber sehr zuverlässig
retouchiert werden, und durchwegs immer ohne Prüf-Siegel verkauft werden. Für den anspruchslosen Sternfreund zählt eher der Preis, und weniger die
Qualität. Aber selbst wenn ein ZYGO-Report die Qualität ausweist, dann eher die Art der Parabel als Strehl-Wert und weniger die wichtige Glätte der Spiegel-
Oberfläche. Und selbst ein hoher Strehlwert ist noch keine Garantie, daß dieser auch stimmt. Sie heißen mittlerweile "Strehlis", die auf diesen Einzel-Wert
fixiert sind - obwohl Spiegel eine thermische Bewegung haben, also in der Nacht bei unterschiedlichen Temperaturen regelrecht um den idealen ZYGO-
vermessenen Wert pendeln - vom Seeing noch gar nicht gesprochen. Die Korrektur einer Parabel ist deshalb auch vom Material des Spiegelträgers abhängig,
weshalb Newton-Spiegel oft ganz zart unterkorrigiert bleiben, was logischerweise auch den Strehlwert senkt, wie im Beispiel dieses Spiegels - auf gerade
mal 0.962 oder PV L/7.5 sphärische Aberration. Der 11-inch Spiegel f/4.4 dürfte das Maximum an Öffnung sein, wie sie in unseren Breiten sinnvoll ist - einseits
seeing-bedingt und bezogen auf den Koma-Effekt von sehr "schnellen" Spiegeln. Der am 24. Nov.2009 certifizierte Spiegel wurde vom Erst-Besitzer offenbar
sehr sorgfältig gepflegt, er hat kaum Gebrauchsspuren.

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Carl Zambuto - sein Foto ist auch auf seinen Webseiten zu finden. Auf seine Produkt-Beschreibung kann man sich zu 100% verlassen.

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In der Szene gibt es die üblichen Blockwächter, die sich gerne darüber streiten, wie hoch genau - astigmatismus-bedingt - der tatsächliche Strehlwert sei.
Dabei gilt aber, daß ein Astigmatismus der Grundordnung nicht mehr wahrnehmbar ist, wenn er kleiner als PV L/4 der Wellenfront ist. Darüberhinaus
gibt es bei der Messung in einem waagrechten Testaufbau eine Reihe von Einflußfaktoren, die ebenfalls Rest-Astigmatismus erzeugen, der aber nicht dem
Spiegel selbst angelastet werden darf. Aus diesem Grund verwende ich seit einiger Zeit eine fehler-spezifische Auswertung mit dem Versuch, den jeweili-
gen Fehler möglichst zu minmieren: Also die Rest-Astigamtismus-Prüfung im RoC-Aufbau und die Prüfung auf Spherical in Autokollimation gegen einen
Planspiegel. Wer dann glaubt sich am Rest-Astigmatismus "hochziehen" zu müssen, der bekommt diesen Wert. Da dieser aber in den meisten Fällen ver-
nachlässigt werden kann, ermittle ich in einem weiteren Testaufbau, wie die Parabel-Retouche einzuschätzen ist. (Die Glätte der Oberfläche ist aber ebenso 
wichtig - auch wenn die "Strehlis" das leicht übersehen.)

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Ein Strehl-Wert von 0.99 muß also immer in Abhängigkeit zum verwendeten Spiegelträger-Material gesehen werden. Der hier erzielte Wert von 0.962
bedeutet nur, daß Zambuto absichtsvoll eine Unterkorrektur anstrebt, weil er die thermische Bewegung von Spiegelträgern kennt. Bei fallenden Tempe-
raturen hat man also einen Spitzen-Spiegel vor sich.

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Sehr viel interessanter sind deshalb die Bilder der drei Standard-Tests: Die Glätte beim Foucault-Test erreichen offenbar auch noch andere
Hersteller, wenn man nicht so genau  hinschaut. Ein Indiz ist zweitens das Ronchi-Bild mit seinen störungsfreien Streifen und Beugungslienien.
Bei rauhen Flächen wären die dunklen Bereiche dazwischen über das Streulicht deutlich gestört, wie man weiter unten bei anderen Herstellern
erkennen kann. Am aussage-kräftigsten dokumentiert der LYOT- oder Rauhheits-Test die unerreichte Glätte von Zambuto-Spiegeln. Selbst von
Spiegeln, die ebenfalls eine sehr glatte Oberfläche haben (weiter unten) wird diese Qualität nicht erreicht. Zambuto-Spiegel haben keine Zonen
und nahezu keine Mikro-Struktur.

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Von zwei unterschiedlichen Herstellern hatte ich die vergangenen Wochen Newton-Spiegel hier, mit ebenfalls einer hohen Qualität. Vergleicht
man jedoch die Ergebnisse dieser drei Test-Bilder miteinander, so sind immer noch deutliche Unterschiede erkennbar. Wobei pro Hersteller
jeweils eine bessere und eine schlechtere Qualität gewählt wurde, um das Qualitäts-Spektrum darzustellen. Im ersten Beispiel erkennt man
noch deutlich eine Randzone, die Fläche ist vergleichsweise glatt.

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Auch hier wäre die Glätte akzeptabel, die Ring-Zonen sind aber gut erkennbar, die Parabel-Korrektur wäre perfekt, der Rand fällt etwas "herunter".

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Dieser Massenhersteller aus China liefert insgesamt eine gleichbleibende Qualität bezogen auf die Parabel selbst. Die radialen Polier-Spuren
sind das Erkennungs-Merkmal. Im Foucault-Test sind diese Spiegel vergleichsweise glatt - ein preisgünstiger Newton-Spiegel.

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Vom gleichen Hersteller eine weniger exakte Variante mit ausgeprägteren Polierspuren. Aber auch in diesem Fall wird ein Sternfreund mit
dem Spiegel zufrieden sein, wenn er nicht gerade die Vorzüge von glatten Newton-Spiegeln kennt.

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Schließlich das Protokoll der Beschichtung


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Zusätzliche Erläuterungen

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und was im Falle einer Reinigung zu beherzigen sei . . .

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Fortsetzung am 07.Nov. 2013

Carl Zambuto-Newton-Spiegel sind immer ein Highlight hinsichtlich Glätte und Genauigkeit. Sie haben aber -
wie übrigens viele gute Newton-Spiegel - ein paar Besonderheiten, über die die in der Szene bekannten
"Strehlis" stolpern könnten. Warum?

Abhängig vom Glaskörper, auf dessen Vorderseite die eigentliche, dünne reflektierende Schicht aufgedampft ist, machen viele dieser Spiegel
eine thermische Bewegung: Sehr schnell verformt sich die angestrebte Parabel, wenn zwischen Vorder- und Rückseite des Glaskörpers z.B.
nur 1° Temperatur-Differenz vorliegt. Dazu gibt es einen Bericht: Strehl und Temperatur - wenn sich Spiegel durchbiegen
Aus diesem Grund gibt es in der Literatur immer wieder den Hinweis, einen Newton-Spiegel bei der Parabel-Retouche immer etwas unterkorrigiert
zu belassen, was man bei den Zambuto- bzw. Michael E. Lockwood- Spiegel zeigen kann. Damit können diese Spiegel temperatur-bedingt gar
keinen Strehl-Wert von 0.999 haben, solange man an einem über mehrere Stunden temperierten Spiegel im Labor mißt. Am Himmel jedoch
pendelt dieser Wert zwischen unterkorrigiert und perfekter Form hin- und her. Das Bemerkenswerte an den beiden Spiegelschleifern ist jedoch,
daß sie einmalig glatte Newton-Spiegel zu schleifen imstande sind.

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Newton-Spiegel kann/sollte man über mehrere Setups (Testaufbau) messen, da man auf diese Weise die Strehl-Werte auf Plausibilität
überprüfen kann. Jeder Test hat gewisse Einschränkungen, die man wissen muß:

Die RoC-Auswertung findet im Computer statt. Es ist eine Zurückrechnung der gebogenen Streifen im Krümmungsmittelpunkt auf einen Null-Test.
Das funktioniert aber nur,
- wenn man den exakten Radius im Krümmungsmittelpunkt des Spiegels ermittelt hat und ins Programm eingibt. Toleranz 1-2 mm
- wenn man den opt. wirksamen Durchmesser der Spiegelfläche ermittelt hat und eingibt
- wenn man ein randscharfes Interferogramm hat, das vor allem auch rund sein muß
- wenn bei der Auswertung der Umkreis exakt auf den Rand des Interferogrammes gesetzt wurde.
Jede dieser Bedingungen kann den Strehlwert erheblich variieren. Äußere Einflüsse über das Setup kommen ebenfalls ins Spiel.
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Die Kompensations-Auswertung benutzt die Kompensation der Parabel über die Sphäre einer Plankonvex-Linse, deren Konvex-
Fläche zum Newton-Spiegel zeigt. Auch in diesem Fall sind einige Voraussetzungen erforderlich:

- man muß die genauen Daten der verwendeten Plankonvex-Linse kennen und in ein Optical-Design-Programm eingeben.
- danach muß man beim Setup diese Abstände mit mindestens +/- 2 mm Genauigkeit einhalten bzw. aufstellen, wobei der Abstand Spiegel-
  Plankonvexlinse wichtig ist.
- schließlich zentriert man über das IGramm die Koma-Fehler des Test-Aufbaues heraus, damit man ein ansehnliches IGramm erhält.

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Das wären die Daten der Kompensations-Anordnung in ZEMAX. Der Strehlwert für diese Testanordnung wäre genau genug. Der Streukreis-
Durchmesser mit gerade mal 1µ dürfte ausreichend sein.

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Im Foto erkennt man den großen Abstand zwischen Plankonvex-Linse und Zambuto-Spiegel. Dieser Abstand muß möglichst genau eingehalten werden.
Auch bei diesem Setup hat man den vollen Spiegeldurchmesser bei allen möglichen Test. Man braucht aber einen grünen Interferenz-Filter, um das Spektrum,
das die Linse erzeugt, auf eine Wellenlänge einzugrenzen.

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Autokollimation

Die sicherste Auswertung geht über einen guten Planspiegel, der aber prinzipiell auch Fehler einführt, z.B. Astigmatismus. Deswegen
empfiehlt sich zu Beginn ein Astigmatismus-Ausschluß-Test in RoC, bei dem nur die Lagerung des Parabolspiegels und die Luft dazwischen
eine Rolle spielen. Diesen Test erkennt man an der mittigen Bohrung. Auch ist der Durchmesser von 400 mm für einen 18" Newton-Spiegel
etwas zu klein. Da man aber bereits die Ergebnisse zweier anderer Setups zur Verfügung hat, kann man die Ergebnisse recht gut mitein-
ander vergleichen.

Fazit:

Der Spiegel ist also unterkorrigiert um den Wert PV L/4.6 (Kompensation) bis L/6.2 (Autokollimation). Bei der RoC-Auswertung wären das PV L/7.2,
also Werte, die dicht beieinander liegen. Das hängt damit zusammen, daß der Hersteller statt der konischen Konstanten -1, bei - 0.986 mit der
Retouche aufgehört hat. Hätte er die Parabel perfekt retouchiert, würde der Spiegel eher in die schlechtere Hyperbel-Form fallen bei entsprechenden
Temperatur-Bedingungen.

Einen Spiegel über einen möglichst hohen Strehlwert beurteilen zu wollen, funktioniert also nicht richtig. Dabei bleibt oft auch das wesentliche
Argument der Glätte der Oberfläche auf der Strecke. Und dieses Merkmal ist mindestens genau so wichtig.

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