E047 Kompensation durch Linse und Sphäre

Kompensation durch Linse oder gegen Sphäre    


Ein wunderbares Spiegelschleif-Ergebnis!

Es begann damit, daß ein Spiegeldurchmesser von 210 mm zwar gegen einen Planspiegel mit 80 mm Bohrung
geprüft werden kann, von der Spiegelmitte aber nicht mehr viel zu sehen ist. Es könnte hinter der Bohrung in
der Mitte ein "Zuckerhut"ebenso versteckt sein, wie eine deutliche Mulde, die dann nur zum Teil vom ellipt.
Fangspiegel verdeckt werden würde. In einem solchen Fall bieten sich eine Plankonvex-Linse oder ein Kugel-
spiegel als Kompensations-Möglichkeit an, weil bei einem Null-Test die Fläche über ein Interferogramm, den
Roucault- und Ronchigitter-Test als Gesamtfläche eingeschätzt werden kann. Auch der Test gegen einen
Kugelspiegel (Sphäre) ist möglich. In diesem Fall steht jedoch die Lichtquelle bzw. der BathInterferometer
im Strahlengang zwischen den Spiegeln und verdeckt ähnlich wie bei der Autokollimations-Anordnung einen
zentralen Teil in der Mitte. Man vermeidet in diesem Fall aber das sekundäre Spektrum der Plankonvexlinse,
braucht aber weitere Hilfmittel, um an den Fokus des Prüfaufbaues zum kommen.
Siehe auch http://rohr.aiax.de/dall-0.jpg, http://rohr.aiax.de/hubble09.jpg, http://rohr.aiax.de/hubble09a.jpg

Die Kompensationsrechnung war über ZEMAX bereits vorbereitet und mußte nach einem exakten Vermessen vom Radius
nur noch aktualisiert werden. Das Spotdiagramm hat in diesem Fall einen geometrischen Durchmesser von 0.1 Mikron
und der Strehl liegt nahezu bei 1. Dem Datenblatt kann man den Testaufbau entnehmen. Die Restfehler, die über diesen
Testaufbau eingeführt werden, sind also verschwindend gering.

@VranaKomp01.jpg

Der Spiegel selbst war noch unbelegt, was aber kein Problem ist, wenn nicht gerade die Rückseite blank poliert wäre.
In diesem Fall hätte man es mit Fremdlicht zu tun, was das Interferogramm empfindlich stören kann. So steht einer
wie immer gearteten Kompensations-Messung nichts im Wege. Würde man hingegen einen Planspiegel benutzen, dann
käme auch ganz wenig Licht wieder zurück, weil das Lichtbündel den unbelegten Spiegel zweimal passiert.

@VranaKomp02.jpg

Ein ganz wichtiger Test zu Beginn ist der TEst auf Rotations-Symmetrie, eigentlich ein Ausschlußtest für Astigmatismus.
Da ja auch über den Meßaufbau bzw. der Spiegellagerung Astigmatismus eingeführt wird, kann man im Vorfeld klären,
ob in RoC ein signifikanter Astigmatismus vorhanden ist, den man berücksichtigen muß, oder ob man den Astigmatismus
vernachlässigen kann, nachdem man am Himmel selbst einen L/3 PV Astigmatismus kaum wahrnimmt. Im konreten Fall
kann man also den Astigmatismus vernachlässigen und deswegen abziehen.

@VranaKomp03.jpg

Mit einer 210 mm Durchmesser Plankonvex-Linse ist eine Form der Kompensation möglich. Das Sekundäre Spektrum der
Linse selbst muß man mit einem engen Interferenzfilter auf 550 nm eingrenzen, was sich über den Solar Continuum Filter
von Baader sehr gut lösen läßt.

@VranaKomp04.jpg

Verfolgt man hingegen die Compensation über einen Kugelspiegel, dann hat man das Farbproblem nicht, dafür steht aber
der Bath-Interferometer im Strahlengang und verdeckt einen Teil der Spiegelfläche, wie man auf dem entsprechenden
Interferogramm (übernächstes Bild) erkennt. Das Kompensationsprinzip bleibt gleich: Lichtquelle-Sphäre-Parabel-
Sphäre-Messerschneide. Um an das Testbild zu gelangen, genügt ein kleines Keplerfernrohr, umgekehrt verwendet und
da mit niedriger Verkleinerung. Über die Optikrechnung bekommt man auch den jeweiligen Bündeldurchmesser, wenn man
in der Bildebene eine Dummy-Blende einführt.

@VranaKomp05.jpg

Im IGramm erkennbar der Haltestift und den Bath-Interferometer. Das Interferogramm stammt aus einer Kompensation
Kugelspiegel/Radius 2368 mm gegen einen 300/1500 Newtonspiegel.

@VranaKomp13.jpg

Im folgenden Beispiel wurde die bereits oben gezeigte Plankonvex.Linse verwendet.

@VranaKomp06.jpg

Massimo Ricardi hat auf meinen Wunsch hin in AtmosFringe eine ganz entscheidende Neuerung eingefügt. Bei der
Beurteilung der Streifenbilder besonders derer aus dem RoC (Krümmungsmittelpunkt) hat man das Problem, wie man den
Verlauf der Streifen interpretieren soll. Für diesen Fall ist eine Bezugslinie oder das ideale Interferogramm sehr wertvoll,
weil man den IST-Stand mit dem Soll-Stand vergleichen kann. Man kann mit diesem Hilfmittel klar erkennen, an welcher
Stelle der Spiegel retouchiert werden muß: Weichen die IST-Streifen nach oben ab, muß genau an diesen Stellen
noch Glas wegretouchiert werden, den nach unten abweichenden Bereich läßt man möglichst in Ruhe.

@VranaKomp07.jpg

Da die Justage der Testanordnung mit einem Laser sehr schnell und unkompliziert verläuft, hatten wir sofort ein
auswertbares Interferogramm, mit einem sehr ansprechenden Ergebnis.

@VranaKomp08.jpg

Auch über den RoC Gegenbeweis entstand nahezu das gleiche Strehlergebnis.

@VranaKomp09.jpg

@VranaKomp10.jpg

Bei der Kompensation mit einer Linse sind der Foucault- und der Ronchi-Gitter-Test ebenfalls möglich, solange man einen
engen Interferenzfilter verwendet. Beide Tests zeigen, mit wieviel Sachverstand und Liebe der Sternfreund seinen
Spiegelgeschliffen hat. Ein Umstand den ich nur positiv würdigen kann.

@VranaKomp11.jpg

Die schnurgeraden Ronchi-Linien haben mich besonders begeistert. Ich habe aus meiner Anerkennung kein
Hehl gemacht.

@VranaKomp12.jpg

Weitere Bilder zur Kompensation gegen Sphäre

ParabelSphere02.jpg

Fringe Map between the mirrors

ParabelSphere03.jpg

Die Einheit Bath-Interferometer

ParabelSphere04.jpg

Das gesamte Bauteil

ParabelSphere05.jpg

Der Spiegel under test

ParabelSphere06.jpg

Die Kompensations-Sphäre

ParabelSphere07.jpg

#######################################################################

this Waineo-Test would work. This is just the setup in ZEMAX. Later I try to calculate your system.
This test is a one-way-test, and you just can test with Ronchi and Foucault as null test.

@waineo-Nulltest.jpg

########################################################################

Dear Franck,

you hole in the sphere is to small. I should be 50 mm and more. Now I insert values similar as yours. If the
hole is to small, the distance mirror-focus must be small for the 30 mm sphere hole, but for this the sphere
diameter must be larger. But if the whole is bigger, better 50 mm, so the sphere diameter becomes smaller.

@waineo-Nulltest1.jpg

a second example with the values of your program waineo2006.zip

@waineo-Nulltest3.jpg

calculated with ZEMAX:

@waineo-Nulltest2.jpg

##########################################################################

Dear Franck,

Waineo: with 150 mm distance from the sphere surface the focus is very closed to handle any test, but it is possible.

Now the setup with your sphere 2535 and the parabola 400 R 4000: If you use an ellipt. flat, you have an
alligne problem, be sure. But her this could be the solution: http://rohr.aiax.de/ParabelSphere02.jpg
In that case the flat should be as small as possible about 30 mm, because the light cone at that position
is about 198 mm in diameter, and so you need about 100 mm outside the light cone and more. Good luck!

@waineo-Nulltest4.jpg