Ein ausgeprägter Gaußfehler - nur falsch optimiert                   13. November 2004

Der Begriff Gaußfehler kann bei Heinz Pforte "Der Optiker" Band 2
Theoretische Optik, 1993 Verlag Gehlen, Seite 149 nachgelesen werden:
Auch bei Uwe Laux, Astrooptik 2. aktuialisierte und erweitere Auflage, Seite 169,
thematisiert bei einem Schmidtcassegrain.System den weiter unten diagnostizierten Gaußfehler.

Quote:

Gaußfehler oder sphärochromatische Aberration

Alle bisher für einfarbiges Licht untersuchten Abbildungsfehler treten nicht nur
für eine Wellenlänge auf, sondern für alle. Der Öffnungsfehler ist also nicht nur
von der Einfallshöhe abhängig, sondern auch noch von der Farbe des Lichtes und
damit für verschiedene Farben verschieden groß. Man spricht dabei von der
sphäro-chromatischen Aberration oder von dem Gaußfehler. Von Gauß wurde
dieser Fehler näher untersucht und die Möglichkeit seiner Korrektur angegeben.
Ein opt. System, bei dem die sphärochromatische Aberration behoben ist, bezeich-
net man als Gauß-Typ. Sie werden z.B. in der Fotografie als symmetrisch gebaute
Objektive zur Anwendung gebracht. Das erste Objektiv dieser Art war das von
P.Rudolph errechnete und von den Zeiss-Werken in Jena hergestellte Planar.

Bei allen SC-Systemen wird über die Schmidtplatte ein sog. Gaußfehler
oder farbabhängiger Öffnungsfehler eingeführt, der nach Lehrbuch von
Harrie Rutten, "TELESCOPE OPTICS" Seite 85 bei einem visuellen SC-System
eigentlich für den 550 nm Bereich optimiert sein sollte. Nun beobachtet
man aber regelmäßig, daß die quantitativen Strehl-Aussagen offenbar
stillschweigend auf die Meßwellenlänge eines HeNe-Lasers zu beziehen
sind, also auf die berühmten 632.8 nm wave. Und für diese Wellenlänge
kommt dann im Beispiel hier ein Strehl so um die 0.90 heraus. Seine
blauen oder grünen Wunder erlebt man hingegen, wenn man mit 532 nm wave
das SC untersucht. Hersteller-übergreifend wird offenbar das SC auf die
Prüfwellenlänge optimiert, was für den visuellen Bereich regelmäßig zu
einer Überkorrektur führt.

Das Gerät selbst, der Markenaufdruck wurde wegretouchiert. Damit soll
kein bestimmter Hersteller diskreditiert werden, weil dieser Problemfall
hersteller-übergreifend beobachtet werden kann.



Zur Deutung dieses Diagrammes, das im erwähnten Buch den prinzipiellen
Öffnungsfehler bei einem SC-System zeigt, wie er auch bei Fraunhofer-Achro-
maten zu beobachten ist, wie dort die Streifenbilder beim Zeiss AS deutlich zeigen:
Good by, Lenin: Das Zeiss As 80/840 o.die Spreewald-Gurken

So sollte also, ähnlich wie beim Zeiss AS, auch beim hier besprochenen SC das
Teleskop für den visuellen Gebrauch der Öffnungsfehler bei 550 nm wave gegen
Null gehen, und damit bei der H-alpha Linie = 656.3 nm wave leicht unterkorrigiert
reagieren. In Richtung F-Linie (486.1 nm wave) und g-Linie (435.8 nm wave)
hingegen deutlich überkorrigiert reagieren. So wäre die Optimierung für den
visuellen Gebrauch eines SC am besten.

Nun beobachtet man jedoch, anders als im Idealfall beschrieben, daß das
Optimum bei 632.8 nm wave oder im roten Bereich liegt, was bei der interfero-
metrischen Strehl-Ermittlung mit einem 532 nm wave Interferometer regelmäßig
eine Überkorrektur dieser Geräte zeigt, und damit einen schlechteren Strehl,
während bei der Messung des gleichen Gerätes mit 650 nm wave plötzlich ein
"brauchbarer" Strehl-Wert herauskommt. Damit gerät der Optik-Tester, der
diesen Sachverhalt eigentlich nur dokumentiert in die Rolle des Verteidigers, weil
er erklären soll, warum das Optimum eines derartigen Gerätes nicht dort liegt,
wo es eigentlich liegen müßte. Ganz zum Problem wird es, wenn das Fernrohr voll-
mundig als visuelles Gerät verkauft worden ist. In aller Regel weiß der Optiktester
nicht, wie transparent dieser Sachverhalt sowohl dem Händler wie dem Kunden
tatsächlich ist. Hier wäre der Hersteller direkt zu fragen.



Bereits der Ronchi-Test zeigt im Blauen (486.1 nm wave) eine deutliche
Überkorrektur, die bei Rot (656.3 nm wave) deutlich zurückgeht.



Der bei 650 nm wave ermittelte Strehl kommt an stattliche Strehl = 0.893



bei einem immer noch leicht überkorrigierten Streifenbild, (flaches "M")



Nur noch Strehl=0.424 beläuft sich der Wert bei einer Prüfwellen-
länge von 532 nm wave, weil ein SC-System in kürzeren Wellenlängen
deutliche Überkorrektur zeigt.



Bei 532 nm wave zeigt sich die Überkorrektur am stärker deformierten
Streifenbild und einem deutlichen "M". Alle Interferogramme wurden
mit einem Bath-Interferometer erstellt in der bekannten Wiederhol-
genauigkeit.



Bei der visuellen Beobachtung wird man mit diesen System nur bis zum
Öffnungsdurchmesser in mm vergrößern können. Verglichen mir anderen
Geräten gleicher Bauart, war dieses Teleskop recht ordentlich.
Wer ein SC-System visuell benutzen möchte, sollte in jedem Falle
prüfen, auf welche Wellenlänge der mitgeteilte Strehl sich tat-
sächlich bezieht und daß wegen des ausgeprägten Gaußfehlers eine
Strehlangabe auf die übliche Meßwellenlänge noch lange keine
Qualitätsaussage für den visuellen Bereich (550 nm wave) sein muß.
Diese Unschärfe zwischen Händler und Kunde hat schon zu vielen
Mißverständnissen geführt. Auch wäre es wünschenswert, wenn die
Optimierung des Öffnungsfehlers auf den visuellen Bereich erfolgen
würde und dort auch zertifiziert würde. Der Preis würde es jeden-
falls rechtfertigen.

Anmerkung: So handlich die heutigen SC-Systeme sind, sollte man sich bei
visuellen Ansprüchen sehr sorgfältig überlegen, ob man mit einem SC-System
hohe visuelle Ansprüche erfüllen kann. Für die Fotografie ist das ein ganz anderer
Fall.

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Hallo Dieter,

laß mich mal aus dem Harrie Rutten Buch "TELESCOPE OPTICS" ein
bißchen referieren, Chapter 10/S93ff The Maksutov Camera
Rutten stellt zwei Systeme gegenüber: Das Gregory f/15 System,
dessen Fangspiegel ein Teil der 2. Meniskusfläche ist und sein
eigenes RuttenMak, das glaube ich Orion Optics UK mittlerweile
baut, mit einem eigenen Fangspiegel, als weitere Fläche. Das
erste Bild zeigt oben die beiden unterschiedlichen Systeme

Beim Gregory-System ist die Koma im Feld ganz erheblich, was für
die Fotografie zum Problem wird, während das Rumak bis zu einem
Durchmesser von 60 mm ein komafreies Feld besitzt und zumindestens
rechnerisch geradezu ideal für die Fotografie ist

Interessant auch die sphärische Aberration bei beiden Systemen.
Während das Gregory-System scheinbar einen umgekehrten Gaußfehler
hat, also für Rot überkorrigiert und für Blau unterkorrigiert
reagiert, ist beim Rumak die Unterkorrektur über alle Farben
einheitlich. Irgendwann bringt mir einer ein solches Orion MAK.

Vielleicht retouchiert ja Orion Optics den Öffnungsfehler über den Fangspiegel
raus, da würde mich interessieren, ob das ohne Probleme geht.