C019A Ein lichtsstarker Astro-Graph - die opt. Komponenten im Test

 

http://r2.astro-foren.com/index.php/de/11-beitraege/03-newton-systeme-und-verwandte-fragen/215-c019-bath-astrokamera-mit-alter-hardware-und-systemdaten
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Dieses System hat zunächst Ähnlichkeit mit einem klassischen Newton-System. Für die Astrofotografie ist jedoch ein Feldkorrektor
sinnvoll, der die Koma-Effekte des Newton-Hauptspiegel korrigiert. Vor  
ca.30 Jahren baute ich einen F/4 Newton+ Zweilinsen-Korrektor.
Das Besondere damals war  der hyperbolische Hauptspiegel  mit einer konischen  
Konstanten von knapp - 2.0 und auf der letzten
Korrektor-Flächte mußte ich eine Asphäre einpolieren, ebenfalls eine Hyperbel mit einer konischen Kon
stanten von - 5.4. Das sind die
typischen Merkmale eines RC-Systems.
Dieses Grundsystem wurde später mit unterschiedlichen Optical Design  Programmen variiert. Entweder versuchte  man den Korrektor
mit sphärischen  
Flächen zu verwirklichen, meist mit anderen Gläsern,  einer dritten Linse, oder man versuchte, wie im Beispiel links,
einen lichtstarken F/2.5 Astro-Graphen zu berechnen,  auf der Basis 
eines F/3 Hyperbol-Spiegel mit - 1.5 konische Konstante und
einem Wynne-Dreilinsen-Korrektor.

Die Komponenten dieses Systems  hatte  
ich zur Prüfung hier. Teilweise weil der Hersteller zunächst nicht in der Lage war,die richtige
konische Konstante von - 1.5 zu  schleifen, und der gleiche  
Hersteller für seinen ellipt. Plan-Spiegel ein Testergebniss präsentierte,
das ich über meinen Testaufbau in  keiner Weise bestätigen konnte. 
Die Beurteilung dieses Systems muß aber dennoch aus dem
Blickwinkel der Praxis erfolgen,  also die Frage, welche Mindestgenauigkeit muß ein solches  
System haben.  Die ultimative Antwort
kann deshalb nicht über spitzfindige Diskussionen erfolgen, wie man das oft in "spezialisierten" Forenbeiträgen erlebt. 
Man wird die
Qualität der Rohbilder genauer untersuchen  müssen, um  auf die notwendige opt. Qualität schließen zu können. Hier kann ich nur die
Unge
reimtheiten bei der Prüfung der Komponenten darstellen. Wenn  Sie Sich für das System interessieren, bitte hier nachfragen:  
http://www.apm-telescopes.de/de/Kontakt.html

Eine Vorbedingung stellte ich damals an den Designer Karl-Ludwig Bath, der die Newton-Kamera rechts im Bild auf einem programmier-
baren 
Taschenrechner entworfen hatte: Beim Schleifen von Hauptspiegel und Korrektor wollte ich eine Möglichkeit haben, beide über einen
Null-Test prüfen zu können - was mir Karl-Ludwig zusicherte. Sehr viel kritischer ist dagegen das System links im Bild mit einem f/3
Hauptspiegel. Wie kann man hier kontrolliert die richtige Hyperbel schleifen. ( Erst im zweiten Anlauf gelang dies dem Hersteller.)



Die opt. Daten der verwendeten Plankonvex-Linse kann man dem übernächsten Bild entnehmen und nachvollziehen, wie diese auf dem Datenblatt
bei ZEMAX Eingang finden. Alles entscheidend ist der Abstand von Linsen-Scheitel zum hyperbolischen Hauptspiegel. Je homogener der Verlauf
der jeweiligen Parabel bzw. Hyperbel ist, umso genauer kann die Messung ausfallen. Zonen im Hauptspiegel können, wie im vorliegenden Fall, zu
einer größeren "Unschärfe"  führen im Bereich von ca. 10 mm Toleranz.  



Die opt. Daten wurden damals mit großer Sorgfalt vermessen.              



Der erste Versuch aus der Praxis lieferte unbefriedigende Ergebnisse ab, sodaß ich mir die Komponenten auf der opt. Bank anschauen mußte:
Statt der vom Designer geforderten konischen Konstante von - 1.500 konnte ich nur - 1.310 messen. Nach der Überarbeitung durch den
Hersteller näherten sich schließlich unsere beiderseitigen Ergebnisse. an.       


Nach der Überarbeitung durch den Hersteller, weist dieser in seinem Test-Report eine konische Konstante von - 1.490 aus,  übernächstes Bild.

      

Beide Ergebnisse der Konischen Konstante nähern sich an, sodaß eine gewisse Wahrscheinlichkeit besteht, daß die vom Designer geforderte
Hyperbel erreicht worden sei. Die optimalen Abstände des Wynne-Korrektors zu HS und Fokus sollte man sicherheitshalber erneut berechnen,    



Die beiden Test-Ergebnisse  -  oben das ZYGO-Datenblatt und meine Ergebnisse darunter  -  entsprechen sich deutlich: Bei etwa 90% vom Durch-
messer außen erkennt man eine deutliche Zone/Ringwall, die man oben in der 3-D Darstellung, im computer-generierten Ronchibild und in der
farblichen 2-D Darstellung erkennt. In meinem Fall wäre es der Rauhheits- oder Lyot-Test links im folgenden Bild und ebenso im Ronchi-Test intra-
fokal.  Jeweils in der Kompensations-Anordnung durch eine Plankonvex-Linse. Der Scale ist in diesem Fall = 1 .     

Eine Ungereimtheit zum Test-Report oben: Die Bilder vermitteln den Eindruck, daß der ZYGO gegen einen Planspiegel misst. Dieser hätte aber
eine sehr große Bohrung, sodaß die Information aus dem Zentrum fehlt. Nun läßt sich aber eine Hyperbel gerade nicht gegen einen Planspiegel
auf Null testen, wenn nicht gerade der ZYGO-Computer die Differenz zwischen Parabel und Hyperbel herausrechnen könnte. Damit entsteht ein
großes Mißtrauen gegenüber diesem Test-Report.   

          


Eine Strehlauswertung ist aus mehreren Gründen fehleranfällig, weil die Kompensations-Testanordnung kein echter Null-Test ist: Mit dem Abstand 
Hauptspiegel zu Kompensations-Linse könnte man Über- wie Unterkorrektur auf Null bringen. Grobe Flächenfehler hingegen lassen sich in Über-
einstimmung mit dem ZYGO-Testreport ebenfalls zeigen: Auffällig in jedem Fall ist die Zone bei ca. 90% der Fläche am Rand.



Der Interferenz-Streifenverlauf zeigt ebenfalls die Zone am Rand - von dort könnte man, je nach Streifeneinstellung, einen abfallenden Rand
interpretieren. Insofern würde auch der Strehlwert variieren.          



Der elliptische 188 mm Fangspiegel

Zwischen dem Test-Report des Herstellers mit einem hohen Strehlwert, und meinem Testergebnis, bestehen große Unterschiede. Zunächst
wüßte ich gerne, über welchen Testaufbau der Hersteller seinen Strehlwert bestimmt.



Ein ellipt. Planspiegel, wie er in einem Newton-System verwendet wird, reduziert sich durch seine 45° Stellung im Strahlengang wieder zu einer
Kreisfläche. Dieser Planspiegel müßte somit gegen eine Sphäre geprüft worden sein, wie auch in meinem Fall.  Im oberen Testreport weist der Hersteller
einen Astigmatismus-Anteil von PV L/7.5 aus, der bei meiner Messung keineswegs bestätigt werden kann. Auch hier muß man abschließend die
Ergebnisse der Rohbilder "befragen". 
Entscheidend für die opt. Genauigkeit aber ist,  welcher Flächendurchmesser der Planfläche tatsächlich zur Abbildung im Fokus beiträgt, und
nur die Genauigkeit dieser kleineren Kreisfläche beeinflusst die Abbildung. 




Die Gesamtfläche wäre für die Abbildung unbrauchbar, aber  



die tatsächlich verwendete kleinere Teilfläche liefert ein brauchbares Ergebnis ab, wiederum abhängig von der Pixelgröße des Kamera-Sensors.
Den Durchmesser des Sternscheibchens selbst müßte man auf dem Rohbild nachmessen.



Für die Fotografie ein brauchbarer Strehlwert.



Die hier beschriebenen Messungen von der opt. Bank können erst richtig gewürdigt werden, wenn man die Ergebnisse aus der Praxis hat.
Zudem ist heute eine Nachbehandlung über den Computer möglich, sodaß nur mäßig optimale opt. Systeme ( Beispiel "C" ) insgesamt gute
fotografische Ergebnisse in der Praxis erzielen können.  Vorschnelle Verurteilungen liefern deshalb keine echten Informationen.              


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