C033A 08-Newton (205-1336) - mehr parabolisieren

02.03.2007 A: 08-Newton (205/1336) - mehr parabolisieren?

Mehr parabolisieren ?

Vor vielen Jahren hatte der Sternfreund diesen Spiegel geschliffen. Ganz zart parabolisiert, und war sich nun
nicht sicher, ob sein Spiegel etwas taugt. Je nach Standpunkt - und deren Bandbreite geht von bodenständig
bis rechthaberisch, wie wir es gewohnt sind - kann man mehrere Auffassungen vertreten. Hier nun die
meinige:

Beginnt man mit einem Interferogramm bei 632.8 nm wave (also nicht die Wald- und Wiesen-Laser-Dioden bei 650 nm)
dann erkennt man hier bereits am Streifenbild eine zarte Überkorrektur, die als Versuch einer Parabolisierung gedeutet
werden muß. Die Aufnahme entstand im Krümmungsmittelpunkt von 2672 mm bei einem Spiegel-Durchmesser von 205 mm.
Der Scale-Faktor in diesem Falle ist 1, weil der Streifenabstand 1 Lambda der Wellenfront ist.

N8RS-01.jpg

Das Interferogramm wird eingelesen in AtmosFringe, automatisiert, und Koma darf man abziehen, so ca. 1.5 StrehlPunkte.

N8RS-02.jpg

Nun beginnt Rechnerei, bzw. die Bewertung der Angelegenheit. Zunächst ist es eine Sphäre, und als sphärischer
Newton-Spiegel verwendet hätte man eine Öffnung von ca. f/6.51. Erst bei einem f/8 Kugelspiegel könnte man auf eine
Parabolisierung verzichten. Aber dieser Spiegel ist bereits leicht parabolisiert - was also soll man dem Sternfreund raten?

N8RS-03.jpg

Die 3-D-Wellenfront-Darstellung zeigt neben der zarten Überkorrektur, wie sie eine Parabel prinzipiell in RoC(Krümmungs-
Mittelpunkt) hat, nur stärker, zeigt also noch einen kleinen zusätzlichen Astigmatismus, über den man sich nicht auf-
regen muß.

N8RS-04.jpg

Zieht man nun genau diese Überkorrektur ab, dann hätte man einen hohen Strehl von 0.94, der Rest entfällt auf eben
diesen Astigmatismus, und die Differenz zu Strehl = 0.89 wäre der Fehler der Überkorrektur.

N8RS-05.jpg

Nun schauen wir uns die Sache aus der Sicht eines Newton-Fernrohres an. Jetzt ist es nicht mehr der Krümmungs-
mittelpunkt, sondern der Fokus von 1336 mm. Und dort reagiert dieser Spiegel nun deutlich unterkorrigiert, aber immer
noch mit einem Strehl von 0.48. Zur Beugungs-Grenze wären es noch 30 Prozent-Punkte.
Nun weiß aber jeder, wie empfindlich sich ein Spiegel dadurch verbiegen läßt, daß man die Spiegelseite in der Nacht
abkühlt, oder einfach die Rückseite des Spiegels kräftig isoliert mit Styropor. In einem solchen Fall ändert sich bei einer
Temperatur-Differenz von nur 1 ° Celsius der Strehl um diese 30 Punkte, besonders wenn das Glas aus Duran ist.
Im ausgekühlten Zustand wäre die konische Konstante der Parabolisierung bei -0.23, was einer Ellipse entspricht.
Eigentlich müßte die Parabolisierung bei mindestens - 0.9 konische Konstante liegen, je nach Glasmaterial. Würde man
damit Naturbeobachtungen machen wollen, dann wäre dieser Sachverhalt sogar noch besser.

Das Interferogramm wurde also auf sie "astronomische" Situation umgerechnet, was soviel heißt, daß man ein
paralleles Lichtbündel hat. Für diesen Fall wäre der Spiegel im ausgekühlten Zustand unterkorrigiert.

N8RS-06.jpg

Die Wellenfront-Deformation zeigt deutlich die Unterkorrektur.

N8RS-07.jpg

ebenso das Streifenbild mit einem langgestreckten "W".

N8RS-08.jpg

Dieser Sachverhalt läßt sich auch hinsichtlich der Auswirkungen simulieren in einem der Optical Design Programs, z.B.
Zemax: äre der Spiegel perfekt, dann wäre der Airy-Scheibchen-Durchmesser die kleinste Einschnürung im Fokus mit ca.
10.6 Micron. Vergleicht man die Situation mit einem FH-Objektiv gleicher Daten, dann hätte man bei einem Sekundären
Spektrum vom 15-fachen der Schärfen-Tiefe (0.046 mm) für C-Linie und F-Linie einen Farblängsfehler gegen grün von
0.7 mm und einen ähnlich großen Zerstreuungs-Kreis wie im Falle des unterkorrigierten Newton-Spiegels. Hier wäre in
der Zemax-Simulation das Sternscheibchen ca. 6-mal größer. Früher war man mit 30 Micron bei der Fotografie hoch
zufrieden.

N8RS-08a.jpg

Ebenfalls ein signifikanter Hinweis für die leichte Überkorrektur in Roc (und Unterkorrektur im Fokus) ergibt der Sterntest.

N8RS-09.jpg

Der Parabel-Schatten müßte ausgeprägter sein, die Fläche erreicht im Rauhheits-Test nahezu die von professionellen
Herstellern verkaufte Flächen-Qualität.

N8RS-10.jpg

Mit einem solchen Spiegel würde ich erst einmal beobachten wollen, bevor man aktiv wird.