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Verstellbarer Lichtspalt         28. September 2013

Aufbauend auf einen Bericht vom 16.07.2005 eine weitere Illustration, wie man sich einen einstellbaren Lichtspalt
im Bereich von 0.0 bis 1.5 mm herstellen kann. Im Unterschied zur Pinhole hat man mit einem Lichtspalt bedeutend
mehr Licht zur Verfügung. Verwendet man als Lichtquelle eine Halogen-Lampe aus dem Auto-Zubehör, dann lassen
sich über den farbigen Foucault-Test auch Aussagen zum Sekundären Spektrum von Refraktor-Optiken treffen. Bei
der Herstellung beanspruchen einige Bauteile eine Genauigkeit von 0.01 mm, da sonst die Funktion nicht gewähr-
leistet ist.

Ein Foto in Erinnerung des ersten Berichtes, siehe den Link ganz oben. Der einstellbare Lichtspalt rechts im Bild geht
demnächst an einen bekannten Optik-Rechner im Norden Italiens.

Im Testaufbau wird der einstellbare Lichtspalt im Fokus eines opt. Systems plaziert. Von dort durchläuft das Licht als Lichtkegel (rückwärts) die Optik. Das
Parallel-Lichtbündel, das nach dem Objektiv entsteht, wird von einem davorstehenden Planspiegel wieder zurückgeworfen und kann nach dem zweiten
Durchlauf im Fokus als Abbild der Lichtquelle auf Veränderungen untersucht werden.
Da das Licht das opt. System 2x passiert, sind die Ergebnisse doppelt so genau, wie eine Untersuchung am Stern im Unendlichen.
Im Dia-Rahmen wird das Halogen-Licht über ein Licht-Leiter-Kabel seitlich eingeführt, mit einem kleinen Planspiegel um 90° umgelenkt und beleuchtet den Lichtspalt
von hinten. Dieser wiederum bildet dadurch die Lichtquelle, deren Licht von hinten durch die Optik geschickt wird. Links daneben ist das Abbild dieser Lichtquelle zu
sehen: ein dünner ca. 0.01 mm "Licht-Faden", den man wahlweise mit einem Okular betrachten kann, um

a) den Einfluß von Kontrast und Streulicht zu untersuchen,
b) über den Foucault- oder Messerschneide-Test den Verlauf der opt. Fläche zu prüfen, um
c) mit einem Ronchi-Gitter-Test die sphärische Aberration in Form von Über- oder UNterkorrektur zu untersuchen, um
d) Aussagen zur Glätte von opt. Flächen treffen zu können, und
e) um mit dem Lyot-Test in überdimensionierter Form die Glätte besonders von Newton-Spiegeln untersuchen zu können.

Das entscheidende Kritierium ist jedoch die Genauigkeit des Lichtspaltes selber, dessen beide Schneiden um mindestens 0.01 mm
parallel sein müssen, weswegen man diese Arbeit am besten unterm Mikroskop erledigt.
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Zunächst ein paar Test-Bilder mit dem neuen Lichtspalt: Bei einem Parabol-Spiegel im Krümmungsmittelpunkt (RoC) findet keine Farbzerlegung statt, weshalb
das Bild wirkt, als hätte man die Sepia-Einstellung benutzt. http://de.wikipedia.org/wiki/Sepia_(Fotografie
Nimmt man stattdessen einen kleinen ED-Refraktor von Williams, der ein ausgeprägtes Sekundäres Spektrum hat, dann entstehen sofort Foucault-
Bilder, an denen man die Farbreinheit der Optik sofort abschätzen kann: Je klarer die Farbtrennung zwischen gelb-grün (rechts) und blau-rot (links)
im Foucault-Bild, umso weniger farbrein ist dieser Refraktor. Nimmt man die RGB-Farbauszüge des mittleren Ronchi-Bildes, so läßt sich damit auch
der farbabhängige Öffnungsfehler (Gaußfehler) gut erkennen. http://rohr.aiax.de/foucault-bilder.jpg

Wer sich ein solches Hilfsmittel nachbauen will, dem sei das nächste "Explosions-Bild" gewidmet. Bewährt hat sich als "Träger-Turm" ein dunkel eloxiertes
ALU-Rechteckrohr, an das sich die Einzel-Teile gut befestigen lassen. Damit entstehen sog. Module, die sich während einer Messung gut austauschen lassen.
Von oben wird als Passung eine Abdeckplatte aufgesetzt, die die eigentliche Lichtspalt-Einheit trägt. Damit man die Wärme der Lichtquelle möglichst
reduzieren kann, sitzt die Halogen-Lampe im unteren Teil dieses Rechteck-Rohres. Über ein Lichtleiter-Kabel transportiert man das Halogen-Licht dorthin,
wo es für einen Test im Fokus gebraucht wird. Damit das Lichtleiter-Kabel möglichst nicht stört, wird es seitlich eingeführt, um dann unmittelbar hinter
dem Lichtspalt im 90°-Winkel eingespiegelt zu werden. Die jeweiligen Messerschneiden liefert ein Einweg-Rasierer, dessen Klinge eine Dicke von 0.1 mm
hat und dessen Länge und Breite in einer eigenen Vorrichtung bearbeitet werden muß, damit sich die Fläche nicht verformt. Die Typen-Bezeichnung
der Halogen-Lampe ist ebenfalls eingeblendet, damit man nicht lange suchen muß. Der Vorteil dieser Lichtquelle ist ein helles kontinuierliches Spektrum,
das beispielsweise Leuchtdioden nicht abliefern können. Unten rechts im Bild noch ein kleiner Planspiegel, den man später noch "beschneiden" muß.
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Für die Einzel-Anfertigung dieser Bauteile muß man schon 3-4 Tages rechnen, mit Pausen, in denen man tunlichst immer gründlich nachdenken muß, weil es eine
genaue Abfolge für die jeweilige Herstellung gibt. Man möchte ja bestimmte Teile nicht doppelt und dreifach herstellen, nur weil man vorher nicht nachgedacht hatte.
Vor einer genaueren Erläuterung also die Ansichten der fertigen Einheit. Der "Slider" oder auch Schieber ist U-förmig und läßt sich mit einer Passung von ca.
0.02 - 0.03 mm auf einem Gegenstück seitlich im Bereich von 1.5 mm hin- und herschieben. An ihm ist der bewegliche Teil der Klingen-Schneide (links) aufgeklebt,
während der andere Klingenteil auf dem ruhenden "Stempel" (rechts) aufgeklebt wird. Im mittleren Bild ist der Stempel weiß schraffiert, der von unten fest verschraubt
wurde mit der 10 mm dicken ALU-Platte, während der Slider/Schieber gelb schraffiert wurde und mit der Rändelschraube fein verstellt werden kann im Bereich von
0 bis 1.5 mm. Als Anschlag dient der Stempel. In dieser Position wäre dann der Lichtspalt geschlossen. Eine Blattfeder drückt gegen den Schieber und hält diesen in der jeweils
gewünschten Position fest. Dazu wurde eigens eine kleine Fläche eingefräst.
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Da die Einheit "einstellbarer Lichtspalt" mit besonderer Genauigkeit hergestellt werden muß, ein paar Anmerkungen dazu.
Die beiden Klingen-Schneiden müssen auf mindestens 0.05 mm in der gleichen Ebene liegen. Sonst wird das Licht von einer Schneide auf die andere Schneide
transportiert und es entsteht lästiges Streulicht, das die Bildqualität mindert. So darf also das Spiel zwischen Schieber und Stempel in der Mitte nur 0.1 mm sein,
also gerade die Dicke der beiden Klingen selbst, wobei der Zwei-Komponenten-Kleber möglichst dünn auf die fettfreien Flächen aufgetragen werden muß.
Nachfolgend eine Kurzbeschreibung der Einzelteile:

A) . . . Grund- oder Deckplatte auf dem die Einheit und die Rückstell-Feder befestigt wird
B) . . . Der (ruhende) Stempel mit der Deckplatte verschraubt und Träger der rechten Klingenschneide, wird abschließend aufgeklebt.
C) . . . Slider oder Schieber mit der beweglichen KlingenSchneide, muß genau eingepaßt werden. Diese Klingenschneide wird zuerst eingeklebt.
D) . . . Rändelschraube zur Feinverstellung (Gewinde 0.5 mm Steigung) Anschlag bildet der Stempel.
E) . . . Blattfeder fixiert den Schieber
F) . . . M3-Schraube drückt den Schieber in die Passung.
G) . . . Planspiegel spiegelt das Lichtbündel um 90°, das den Lichtspalt von hinten beleuchtet.
H) . . . das Lichtleiter-Kabel mit 1 mm Querschnitt und 2.2 mm Mantel-Durchmesser

Alle Teile fertigt man am besten mit einer Kopf-Lupe, wie sie auch ein Feinmechaniker/Uhrmacher benutzt.

Auch noch ein Blick von unten auf die Lichtquelle selbst, die ziemlich heiß werden kann. Deswegen sollte man sie immer nach Gebrauch sofort wieder ausschalten.
Hinter der Lichtquelle schirmt eine 10 mm dicke ALU-Platte die Wärme ab und fixiert exakt über dem Glühwendel der Lampe das LichtleiterKabel in respektvollem
Abstand von ca. 10 mm, da das Kabel an seinem Ende sonst schmilzt.
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Die Befestigung der Lampe von außen mit M4 Inbus-Schrauben. Besonders Berücksichtigung erfährt das Kabel der Lampe selbst. Das kann im Laufe der Zeit
abbrechen. Sinnvoll ist es daher, wenn man dessen Bewegung unmittelbar hinter dem Lampenfuß etwas einschränkt. Weils mir passiert ist, habe ich diese Änderung
vorsorglich ebenfalls angebracht.

Meine ganzen Testbilder entstehen seit mindestens 8 Jahren mit einem solchen einstellbaren Lichtspalt.
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Diese Testbilder sind gerade mit dem neuen Lichtspalt entstanden: Test-Objekt ein GSO newton-Spiegel

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