E070 Dem Lutz Bath gewidmet Planspiegel-Test

Dem Lutz Bath gewidmet

Sie liegen schon eine Weile bei mir, die beiden Teile: Von Eugen Aeppli stammt der Planspiegel mit Durchmesser 200 aus Quarz, den Lutz Bath
gerne verkauft hätte und deshalb gern wissen möchte, wie genau dieser ist. Das zweite Objekt ist ein sehr betagtes Objektiv mit Messing-
Fassung, ein sehr guter Achromat an der Grenze zum Halb-APO. Durch das Öffnungsverhältnis von ca. f/12 konnte man auch schon vor Jahr-
zehnten sehr farbreine Objektive mit zwei Linsen herstellen.

A: der Aeppli Planspiegel

Eugen Aeppli, damals von Beruf Busfahrer, habe ich Mitte der 70-er Jahre des letzten Jahrhunderts ein paarmal besucht. Er war damals eine bekannte Größe
auf dem Gebiet des Spiegelschliffs und wird erwähnt im Buch von Hans Rohr, "Das Fernrohr für Jedermann" Orell Füssli Verlag Zürich, 5. Auflage S 177. Aeppli
schliff u.a. ein 80 cm RC-System für einen betuchten Sternfreund südlich von Frybourg, den ich ebenfalls zweimal aufsuchte. Danach hatte Aeppli eine Zeitlang
eine Meade-Vertretung und soll später in die Türkei übergesiedelt sein. Das ist schon ca. 35 Jahre her.

Von ihm stammt also dieser Planspiegel. Bei Planspiegeln kommt es sehr darauf an, wie er verwendet wird, da auch Planspiegel eine Reihe von Fehlern haben können.
Da wäre zunächst die Frage nach der Planität oder auch Power genannt. Solange man einen solchen Spiegel in einem Autokollimations-Setup verwendet, spielt
selbst ein Krümmungsradius von ein paar Kilometer noch keine Rolle. Wichtiger wäre die Regelmäßigkeit des Spiegels: Er sollte also möglichst keine deutliche Zonen
haben. Der dritte Schönheitsfehler wäre eine abgesunkene Kante, die lediglich den verwendbaren Durchmesser etwas einschränkt. In unserem Fall hätte dieser
Spiegel bei 165 mm Durchmesser einen Strehl von 0.993 oder einen PV-Wert von Lambda/14.2 - bezogen auf die Regelmäßigkeit. Damit wäre dieser Planspiegel
gut als Kollimations-Spiegel für alle Refraktor-Optiken verwendbar, die selten über 150 mm Durchmesser hinausgehen.
Das erste Bild zeigt den Spiegel in einem Setup mit einem Kugelspiegel 250 R 2368 und bedeutet, daß die Planfläche mit doppelter Genauigkeit gegen die Sphäre
geprüft wird.

http://rohr.aiax.de/LBa_01.jpg

Der einfachste Test wäre ein Test auf Kontakt gegen eine bekannt gute Planplatte mit Zertifikat. Da aber der Aeppli-Planspiegel bereits belegt ist, sind die
Interferenz-Streifen kontrast-arm, wie das spätere Foto beweist. Aber es wäre ein Prüfverfahren, bei dem alle Fehler zu sehen sind: Also Power, Regelmäßigkeit,
abgesunkene Kante, eventuell Astigmatismus.
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http://rohr.aiax.de/LBa_13.jpg

Meine Referenz-Planplatte wurde 1995 von Peter Rucks über einen Zygo vermessen mit den folgenden Ergebnissen. Leider hat er damals die Power nicht eigens
ausgewiesen. Auch bin ich im Zweifel, ob der Scale-Wert von 0.5 stimmt, den man nur bei einer Prüfung gegen einen Kugelspiegel so einsetzen dürfte. Es ist
eher anzunehmen, daß ein Referenz-Objektiv im Spiel war, und da passiert das Licht die geprüfte Oberfläche nur 1x .
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http://rohr.aiax.de/LBa_14.jpg

Unter einer Natrium-Dampflampe entstand bei 587.6 nm wave auf Kontakt dieses Interferogramm, dessen Streifendurchbiegung auf eine Power von ca. 1 x Lambda
hinweisen, was für einen Kollimations-Spiegel keinen Einfluß hat. Auch in einem Teleskop wäre er einsetzbar, solange das Lichtbündel nahezu senkrecht einfällt.
Unter diesen Bedingungen bei Durchmesser 165 bekommt man also bei einfachem Durchgang einen Strehl von 0.993 oder PV L/14.2 .

http://rohr.aiax.de/LBa_02.jpg

Beim Test gegen einen Kugelspiegel, in meinem Fall 255 R 2368 muß man natürlich auch die Genauigkeit der Sphäre wissen, weshalb beide Fläche im Foucault-Test
nebeneinandergestellt werden. Die über den Foucault-Test erkennbaren Unterschiede sind nicht mehr deutlich sichtbar.

http://rohr.aiax.de/LBa_03.jpg

Als auffälligstes Merkmal ist beim Ronchi-Test die abgesunkene Kante des Planspiegels erkennbar. Die Regelmäßigkeit der Fläche bzw. die sphärische Aberration
ist nahezu perfekt.

http://rohr.aiax.de/LBa_04.jpg

Auch beim Streifenbild fällt wieder die abgesunkene Kante auf, innerhalb derer der Planspiegel aber gut verwendbar ist. Ohne diese wäre der PV-Wert bei ca. L/12
und liegt ziemlich deutlich in der Gegend der 1. Messung mit der 165 mm Planplatte. Dazu wieder im Vergleich die Referenz-Sphäre selbst, deren PV-Wert bei ca. L/9 liegt. Man kann also davon ausgehen, daß der Aeppli-Planspiegel bei PV L/10 der Wellenfront liegt oder bei PV L/10 der Oberfläche. Je genauer man ein Meßergebnis
haben möchte, umso aufwendiger wird die Prüfung und Rechnerei. Eugen Aeppli hat damals seine Planspiegel gegen eine 600 mm Planplatte geprüft unter einer
ultravioletten Lampe. Davon gibt es auch ein Foto.

http://rohr.aiax.de/LBa_05.jpg

B: das 54/660 mm Objektiv

Lutz Bath "gräbt" des öfteren auch historische Objektive aus und wollte in dem Zusammenhang wissen, wie gut dieser Achromat unter heutigen Ansprüchen
eigentlich ist.

http://rohr.aiax.de/LBa_06.jpg

Aus der Schnittweiten-Differenz der Spektral-Farben Rot - Grün - Blau ergibt sich bei diesem f/12.222 System ein RC-Index von 2.1024, was sehr gut an
die heutige ED-Objektive heranreicht.

http://rohr.aiax.de/LBa_07.jpg

Bei der Farbverteilung des Foucault-Testes kann man ebenfalls den Achromaten erkennen. Hier spielt der Gaußfehler eine untergeordnete Rolle.
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http://rohr.aiax.de/LBa_08.jpg

Aus dem Testbild des Artificial Sky Testes bei Höchstvergrößerung kann man die Auflösung berechnen, die dem theoretischen Wert sehr nahe kommt. Einen
Hinweis auf Astigmatismus enthält dieses Testbild nicht, weshalb bei der Streifenauswertung später der Astigmatismus abgezogen worden ist.

http://rohr.aiax.de/LBa_09.jpg

In diesem Fall könnte der erkennbare Astigmatismus über den Testaufbau eingeführt werden. Eine Entsprechung zeigt das Streifenbild auch zum
Foucault-Test, wenn man beide miteinander vergleicht.

http://rohr.aiax.de/LBa_10.jpg

Ein Öffnungsfehler von ca. PV L/10 wird man vernachlässigen können.

http://rohr.aiax.de/LBa_11.jpg

Die Wellenfront-Deformation jedenfalls wird hier überdimensioniert dargestellt, entspricht aber dem Foucault-Bild. Ob Galileo Galilei
vor 370 Jahren ein solch hervorragendes kleines Objektiv hatte?

http://rohr.aiax.de/LBa_12.jpg

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