E035 HOTECH Zentrierung von SC-Systemen

Hotech Laser Collimator

Auf dem ITV 2013, "Vatertag der alten Säcke" wurde von Andreas Pietsch diese Zentriermöglichkeit für katadioptrische Teleskope vorgestellt, also
optische Systeme, die aus einem Haupt- und Sekundärspiegel bestehen und zusätzlich mit einer Schmidtplatte bzw. einer Meniskus-Linse bestückt
sind, wie es im untersten Bild auf der Internetseite dargestellt ist: http://www.hotechusa.com/category-s/23.htm
Wer also über keinen großen Planspiegel verfügt und ebenso keinen künstlichen Stern hat, den er in den Okular-Auszug stecken kann, der muß
entweder sein Schmidt-Cassegrain, Maksutov etc. am Himmel zentrieren (Polarstern), oder aber er legt sich dieses System zu, mit dem er ebenfalls
erfolgreich den Sekundär-Spiegel dieses Systems zentrieren kann: Dabei läßt aber bereits der YouTube-Film erkennen:
http://www.youtube.com/watch?v=ZNzBEqe5FlE , daß es sich in Wirklichkeit nur um die Zentrierung des Sekundärspiegels handelt. Der Hauptspiegel
müßte nach einem anderen Verfahren zentriert werden, was aber weniger oft der Fall ist. Auch für diese Art der Zentrierung ist ein wenig Übung
und opt. Fachwissen erforderlich. Siehe auch: http://www.youtube.com/watch?v=YanAqpo9ddQ&lr=1&uid=KYMiW3ew7ZdPLZ55wzGDeQ

Der Hotech Laser Collimator soll also in seiner Funktion dargestellt werden ohne die überflüssige Diskussion, wieviel besser andere Zentrier-Methoden sein mögen.
Je nach persönlicher Ausrüstung und Erfahrung gibt es mehrere Wege, Zit: "All CT, SCT, Makustov, & RC" zu zentrieren, wie es die Werbung im Link verspricht.
Warum ich allerdings die Einschränkung auf die Sekundär-Spiegel-Zentrierung mache, erkläre ich später.

Zunächst erscheint beim Auspacken eine "Schieß-Scheibe", in deren Zentrum ein Kreuz-Laser eingebaut ist und im vorletzten Ring auf 120° jeweils ein Punkt-Laser.
Über einen Schalter oben lassen sich diese verschiedenen Laser unterschiedlich einschalten.

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Besser erklärt die Rückseite dieses Tablets (Bayerisch "Taferl") die Anordnung. Die Batterie unten muß mit dem Plus-Pol zum Betrachter eingelegt werden.
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Eine wesentliche Einheit bildet dieser teildurchlässige kleine Planspiegel, der in die 2" Okular-Steckhülse eingesetzt wird und die drei Punkt-Laser im Fokus des
SC-Systems so zurückreflektiert wird, daß es im Ideal-Fall zum analogen Kreisring der "Schieß-Scheibe" wieder zu sehen ist, jeweils um 180° gedreht aus opt.
Gründen. Da dieser kleine Flat teildurchlässig verspiegelt ist, kann man von der Rückseite hinter dem Okularauszug den zentrischen Verlauf beim zusätzlichen
Einschalten der drei Punktlaser kontrollieren. Hier taucht aber zugleich das mechanische Problem auf, daß es immer ein Spiel zwischen Hülse und Spiegel-
Halterung von 0.1 - 0.2 mm gibt, sodaß das Festziehen der Hülsenschrauben bereits zu einer Verkippung dieses kleinen Spiegels führen kann, sodaß es besser ist,
diese Einheit lediglich einzulegen, aber nicht festzuschrauben bei horizontaler Test-Anordnung.
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http://www.youtube.com/watch?v=ZNzBEqe5FlE Bereits die Anleitung auf YouTube zeigt, daß man das "Taferl" bzw. den HOTECH möglichst so aufstellt, daß der
Abstand zum Teleskop dort zu liegen hat, wo der Krümmungsmittelpunkt des Hauptspiegels liegt. Der Kreuzlaser wird dann als kleiner Kreis mit den vier Kreuz-
balken abgebildet, die man durch Verkippung zentrisch auf die Schießscheibe zentriert. Zuvor muß aber auch die Kreuzlaser-Figur zentrisch auf der Fangspiegel-
Einheit zu sehen sein, und später auch zentrisch auf der Rückseite der Hilfsspiegel-Einheit im Okular-Auszug.
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Der "Prüfling" in Autokollimations-Anordnung: Zunächst wird nach einer Autokollimations-Testanordnung das C 9.25 vor einem 400 mm Planspiegel zentriert. Dazu braucht
man einen künstlichen Stern exakt auf der opt. Achse, wie man drei Bilder weiter sehen kann. Prinzipiell wird durch diesen Aufbau der Blick zum Himmel mit doppelter
Genauigkeit dargestellt. Diese Testanordnung zentriert sich in zwingender Weise selbst, weil man den künstlichen Stern erst sieht, wenn das System zum Kollimations-
Planspiegel exakt zentriert ist. Links im Bild also das C 9.25, rechts der Planspiegel.
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Die gleiche Testanordnung mit einem 500-mm Zeiss Werkstatt-Planspiegel.
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Die Einheit "künstlicher Stern" auf der opt. Achse, die in den Okular-Auszug gesteckt wird. Das Lichtleiter-Kabel leitet das Licht hinter die Pinhole aus Gründen
der Wärme, die die Lichtquelle erzeugt. Diese Wärme würde den Test-Vorgang empfindlich stören.

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http://de.wikipedia.org/wiki/Sim%C3%A9on_Denis_Poisson Quote:

Poisson war ein Schüler von Pierre Simon Laplace und beschäftigte sich mit den physikalischen Grundlagen von Wellen, arbeitete über Akustik, Elastizität und Wärme sowie über die elektrischen Eigenschaften von festen Körpern. 1812 publiziert er eine Erweiterung der Laplace-Gleichung um die Oberflächenladung. 1818 sagte er den Poisson-Fleck voraus, wenn Licht Wellencharakter haben sollte. Dies bezweifelte er allerdings. Er führte heftige Diskussionen mit Christiaan Huygens als Verfechter der Wellentheorie des Lichts. Der Disput wurde durch den experimentellen Nachweis des Flecks durch François Arago beendet.[2] 1838 veröffentlichte er seine Wahrscheinlichkeitstheorie. Darin enthalten war die Herleitung der Poisson-Verteilung.

Die folgende Zentrierung am Stern benutzt den sog. Poisson-Punkt eines obstruierten Systems, was im 19.-Jahrhundert als Beweis für die Wellennatur des Lichts
angeführt worden war, siehe das Zitat aus Wikipedia. Dieser Punkt muß konzentrisch im defokussierten Sternscheibchen - bei hoher Vergrößerung - zu sehen sein.
Zuvor hatte ich also nach dieser Methode das C 9.25 zentriert und festgestellt, daß das C 9.25 sich in der Zwischenzeit offenbar etwas verstellt hatte: Der Poisson-
Punkt sitzt also nicht ganz zentrisch mittig in der "Figur", Bild links. Mit dem Bruchteil einer Drehbewegung an der analogen Zentrierschraube vorne an der Sekundär-
Spielgel-Einheit kann man das korrigieren.

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Und hier die Begründung, warum "Bob Knobs" für diesen Fall sehr, sehr unpraktisch sind: An meinen Schrauben-Dreher ist ein Zeiger angebracht, damit ein Winkel-
Schritt von 1-3° noch erkennbar ist. Mehr ist für diese Korrektur oben gar nicht erforderlich. Unter hoher Vergrößerung bei ca. 1000-fach läßt sich das gut
kontrollieren.
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Mit diesem perfekt zentrierten System sollte auch bei der HOTECH-Zentrier-Einheit ein gleiches Ergebnis herauskommen. In Beantwortung der weiter unten
folgenden Fragen nun der Verlauf der detaillierten Zentrierung:

Das Hotech-Tablet kann in den 3 Raumachsen verstellt und geneigt werden - eine ganz wichtige Voraussetzung bei der Einrichtung des gesamten Aufbaues
zusammen mit dem C 9.25, wie auf dem nächsten Bild zu sehen. Auch das C 9.25 kann ebenfalls - für alle Fälle - verstellt und geneigt werden.

01. Man schaltet also nur den mittigen Kreulaser ein und sucht zunächst den richtigen Abstand zum Hauptspiegels des C 9.25. Dieser zeigt sich dadurch, weil
das Reflex-Bild des Kreuzlasers, den der C 9.25 auf dem Hotech Tablet erzeugt in seiner Größe variiert, also bei richtigem Abstand auch nur als Punkt zu
sehen ist und kurz davor als Kreuzlaser mit Ring, der zu "Schieß-Scheibe" zentrisch sein sollte. Wenn dabei das Bild auf der C 9.25 Fangspiegel-Einheit sich
verschoben hat, so sieht man das auch auf dem Tablet als dezentrierten Reflex. Solange jedoch nur der Kreuzlaser eingeschaltet bleibt, wird man hinten im
Okular-Auszug nichts erkennen können, schon von der Logik her nicht, weil der Strahlengang des Kreuzlasers nur den Hauptspiegel erreicht, nicht jedoch das
ganze System. Das ändert sich erst, wenn man die 3 parallelen Punkt-Laser dazu-schaltet. Jetzt ergibt sich hinter dem kleinen teilverspiegelten Hilfs-Planspiegel
ein Fokus-Bild, abhängig davon, wo dieser Spiegel im Fokus steht.

02. Mit dem Kreuzlaser kann man genaugenommen nur den richtigen Abstand des Tablets zum C 9.25-Prüfling einstellen und in etwa die Höhe zur opt. Achse
beider Komponenten im Test-Aufbau. Man sollte sich unbedingt auch die oben angegebenen YouTube-Videos anschauen, damit man den Vorgang besser
nachvollziehen kann.
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Erst nach dem Zuschalten der 3 Punkt-Laser, die prinzipiell ein paralleles Strahlen-Bündel aus dem Unendlichen darstellen, entsteht rückseitig im OAZ dieser Licht-
Fleck, der am Genauesten anzeigt, daß nun das System beiderseits zusammen auf der opt. Achse ist: Man wird also des öfteren die Komponenten feinzentrieren
müssen.
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Entscheidend aber im 3. Vorgang ist die nächste Abbildung: Aus opt. Gründen entsteht wie bei jedem anderen Testaufbau ebenfalls ein seiten-verkehrtes auf dem
Kopf stehendes Bild, was mit den 3 Reflex-Punkten wahrgenommen wird. Einzige Bedingung: Diese Punkte müssen auf dem Kreisring liegen, auf dem auch die
Punkt-Laser ihren Ausgang genommen haben. Eine Verschiebung korrigiert man im YouTube-Film mit Hilfe der Bob Knobs.
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Kritisch in diesem Zusammenhang ist, wie oben bereits erwähnt, das mechanische Spiel der Hotech-Okular-Spiegeleinheit mit dem 2" Okular-Auszug des C 9.25.
Innerhalb dieses Spiel kann man diese Laserpunkte "wandern" lassen. Es müßte deshalb eine Passung sein mit möglichst wenigen hundertstel Millimeter Spiel.
Bereits das Anziehen der Stellschrauben verändert die Lage der Punkte.

HLC_12.jpg
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@ GSO RC 8-inch optisches Zentrierverfahren für Hauptspiegel sehr genau !
Neues GSO 8" f/8 RC - Ritchey-Crétien 203/1624 ___ Hauptspiegel-Zentrierung beim Cassegrain-System Abrollverfahren
@ GSO 8" RC - Hauptspiegel-Zentrierung über Laser-Beam Laser Pointer, für Andi 8-inch GSO RC Abrollverfahren
GSO 8" RC 203/1624 Auf die Spitze getrieben Hauptspiegel Restastigmatismus eliminieren

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Wie man aus den Links ersehen kann, muß bei manchen Systemen auch der Hauptspiegel zentriert werden. Bei einem RC-System (GSO-RC) würde ein
dezentrierter Hauptspiegel Astigmatismus erzeugen. (Eine andere Ursache für Astigmatismus im System wäre die Hauptspiegel-Lagerung selbst: Bei
manchen SC-Systemen und Maksutovs.) Die unterschiedlichen Möglichkeiten der Hauptspiegel-Zentrierung ist in den oberen Links dargestellt, entweder
als Abroll-Verfahren, oder im Krümmungsmittelpunkt des Hauptspiegels im Zusammenhang mit der opt. Achse. Auch über die Astigmatismus-Figur
könnte man den Astigmatismus des Hauptspiegels bei Dezentrierung desselben eliminieren. Prinzipiell läßt sich der Hotech Laser Collimator für die
Fangspiegel-Zentrierung verwenden. Die Anschaffung dieser Einheit entspricht in etwa einem hochwertigen Ethos-Okular.

Nachtrag:

Ein paar erklärende Zeichnungen aus dem YouTube-Film:
Der Cross Hair / Kreuz-Laser wird nur zu Zentrierung des Test-Aufbaus benutzt. Sein Licht erreicht wegen der Obstruktion des Sekundär-Spiegels den Hauptspiegel nicht.
In diesem Fall sieht man im Okularauszug keinerlei Licht-Reflex.

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Der Hauptspiegel reflektiert nur den Kreuzlaser auf die "Schieß-Scheibe" zurück, abhängig vom Abstand, den diese vom Hauptspiegel selbst hat. Vorteilhaft ist
in der Nähe des Krümmungsmittelpunktes vom Hauptspiegel.

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Erst wenn man die drei äußeren parallelen Punkt-Laser dazuschaltet, die das parallele Strahlen-Bündel simlieren sollen, durchlaufen dieses stellvertretend für
ein Bündel mit dem vollen Durchmesser das opt. System bis zum Planspiegel im Okular-Auszug und werden dort reflektiert und auf die "Schieß-Scheibe"
zurück-reflektiert, je nach Justier-Zustand des Systems. Eine Kontrolle, ob der kleine Planspiegel wirklich eine Total-Reflexion auf der opt. Achse ermöglicht,
gibt es leider nicht, weil die Okular-Auszug-Hülse dafür zu viel Spiel hat. Hier hilft nur der Sterntest am großen Planspiegel weiter, mit dem man auch einen
möglichen Astigmatismus erkennen kann.

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Beantwortung der Frage in Beitrag #11 von Volker:
Überprüfung der Kollimation von HOTECH Laser Collimator

Wer der Technik dieses HOTECH Laser Collimator mißtraut, hat eine einfache Möglichkeit, dies zu überprüfen:
Im Abstand von 1.5 - 2.0 Meter stellt man die Komponenten zueinander orientiert auf. Links der HOTECH Laser Collimator, rechts ein 20 cm Zeiss Planspiegel.
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Im eingeschalteten Modus schickt der HOTECH Laser Collimator (HLC) vier Bündel zum Flat: mittig den Kreuzlaser und außen je einen Punktlaser, die alle
zueinander räumlich pparallel sein müssen. Der besseren Sichtbarkeit wegen zunächst die Projektion auf eine weiße Fläche.

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Jetzt auf dem Flat zu sehen, der aber die vier Bündel in sich total-reflektiert und zum HLC zurückschickt.
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und wie erwartet, landen alle Bündel wieder dort, wo sie eigentlich landen müssen: Das Laser-Kreuz auf dem Kreuz der "Schieß-Scheibe", die drei Punktlaser dort,
wo sie hergekommen sind. Der Kollimator ist technisch also in Ordnung.

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