F011 Systematik bei der Vermessung des Farblängsfehlers

Vorwort: Bei der Ermittlung des Farblängfehlers über farbige Interferogramme (F-, e-, C-Linie) hat man es immer mit dem Gaußfehler
bzw. dem farbabhängigen Öffnungsfehler zu tun. Dieser verformt die mittleren Interferenz-Streifen bei Überkorrektur "M"-förmig, bei
Unterkorrektur "W"-förmig. Deshalb ist die Behauptung sachlich falsch, man würde bei der Ermittlung des Farblängsfehlers den
Gaußfehler nicht berücksichtigen. Bei der Suche nach dem Fokus-Punkt des jeweiligen Farb-Interferogrammes beginn man  deshalb
wie beim 1. Diagramm weiter unten in der 0.707 Zone des IGrammes und mißt von dort aus den Abstand zur Hauptfarbe Grün = e-Linie.
Insofern ist die Forderung nach einem "meßtechnischen Poly-Strehl" ein sinnloses Störfeuer, arbeitsintensiv und  wenig informativ. Die
Diskussion darüber wird in Foren besserwesserisch und penetrant geführt.

01. Systematik beim Vermessen des Farblängsfehlers    

Systematik bei der Vermessung des Farblängsfehlers 02. Beitrag

Bei der Vermessung des Farblängsfehlers kann man auch Fehler machen, besonders wenn man
sie über den Foucault-Test vermißt. Siehe deswegen auch unterste Überesicht.
Deswegen in einer Art Zusammenfassung ein paar Überlegungen zum Sachverhalt:

Betrachtet man sich zunächst eines der Diagramme, wie es beispielsweise von ZEMAX zur Darstellung des
Farblängsfehlers erstellt wird und auf den Seiten eines Händlers publiziert worden war. Dann hat man in der
senkrechten Y-Achse den Abstand von der opt. Achse in Einheiten von 1 - 10 bzw. 0 - 100% und dazu
die X-Achse mit Millimeter-Einheit, was den Bezug herstellt für den Abstand der jeweiligen Farbe von der
letzten Linsen-Fläche, Schnittweite genannt. Für die Farbe Grün e-Linie genannt mit546.2 nm wave sollte
die dazugehörige grüne Linie im Diagramm möglichst mit der Y-Achse zusammenfallen. Das bedeutet, (1) Grün
hat keinen Öffnungsfehler, und Grün ist als Hauptfarbe der Bezugspunkt für die Messungen. Da wir es aber
grundsätzlich mit einer Kreisfläche zu tun haben, ist die 0.707 Zone bzw. 70.7% Zone der Bereich, der
optisch die größte Fläche hergibt, weshalb sich das Augenmerk genau auf diese Zone richten muß. Das
erkennt man im Diagramm schon dadurch, daß sich im Diagramm in diesem Bereich die Linien möglichst
annähern oder schneiden und sich der Gaußfehler möglichst gleichmäßig ins kürzere/längere Spektrum
verteilt.

In der folgenden Übersicht wäre also das kurze Spektrum (Blau) überkorrigiert, das lange Spektrum unterkorrigiert.

Scopos-TL805.jpg

Wäre das ZEMAX-Diagramm identisch mit der gemessenen Praxis, und das kann aus vielerlei Gründen variieren,
u.a. wenn die Linsenabstände nicht exakt eingehalten wurden, oder die Glasschmelzen variieren, also nur
wenn die Rechnung mit der gemessenen Wirklichkeit übereinstimmen würde, dann läßt sich bereits aus
dem Diagramm die Farbreinheit bzw. RC-Indexzahl ermitteln, ohne Vermessung. Jedenfalls immer in der
70.7% Zone und nirgendwo anders, denn dort ist bei größtem FlächenAnteil der Farblängsfehler
im Zusammenhang mit der Tiefenschärfe für diesen Durchmesser am kleinsten. Unterhalb ist eher
uninteressant, die Frage ist nur, welche Zone für die Praxis später am günstigsten ist. Weiter
außerhalb wechseln nämlich im Diagramm auch die Farbschnittweiten.

ScoposTL906_02.jpg

Nun hat man aber ganz bestimmt bei einer Foucault-Messung immer die Ungewissheit, ob man sich tatsächlich
in der 70.7% Zone befindet, weil es unter Foucault kein exaktes Kriterium gibt, wie man tatsächlich diese
Zone wiederholbar findet. Man ist übrigens in einem Genauigkeitsbereich, wo SerienMessungen unabdingbar
sind. Das nächste Bild wäre ein Beispiel dafür, wie stimmig in einem sehr günstigen Beispiel die ZEMAX-
Ergebnisse mit den Meßergebnissen sein können - nicht müssen.

@Opto_02.jpg

Das Problem, die 70.7% Zone exakt zu vermessen wird nämlich über den Gaußfehler massiv erschwert, sodaß
man entweder bei Blau eine "M"-förmige Verzeichnung der Streifen bekommt wegen Überkorrigiert, oder bei
Rot eine "W"-förmige Verzeichnung der Streifen bekommt, wegen Unterkorrektur und bei der Hauptfarbe Grün
im Idealfall der Streifen schnurgerade ist und damit exakt parallel zu einer Hilfs-Linie, die man als dünnen
Faden in den Strahlengang bringen kann - die Bezugslinie. Bei Blau bzw. Rot gilt dann: In der 70.7% Zone
ist man, wenn Rand-Mitte-Rand des mittleren Streifens auf dieser BezugsLinie liegt, für Grün erübrigt sich
diese Überlegung (im Ideal-Fall). Um also die jeweilige Farb-Schnittweite zu ermitteln, muß man nach diesem
Verfahren auf jede einzelne Farbe gesondert fokussieren, dann hätte man für die Zone 70.7% die Farb-
schnittweite zur nachfolgenden Ermittlung der RC-Indexzahl. Damit läßt sich aber die Frage nach dem
Gesamtstrehl nicht beantworten (das arithmetische Mittel aus den Einzelstrehls)

@Equinox_06.jpg

Man hat nämlich beim Fokussieren die Situation, daß man im Ideal-Fall auf die Hauptfarbe Grün fokussiert
bzw. dort, wo der schärfste Bildeindruck vermittelt wird. Für die Hauptfarbe Grün würde das passen. nur
die anderen Farben spielen aus mindestens zwei Gründen nicht mit: a) der Farbschnittpunkt liegt woanders,
b) die andere Farbe hat zusätzlich noch einen Öffnungsfehler, Gaußfehler genannt. Erkennen läßt sich der
Sachverhalt, weil bei kürzerer Schnittweite die Streifen nach oben abkippen am Rand, bei längerer Schnittweite
nach unten abkippen, wie man an den farbigen Interferogrammen gut erkennen kann.
Genaugenommen wäre auch das eine Möglichkeit, den Farblängsfehler auszumessen.

@MeadeEDWeng06.jpg

Aus der Fokussier-Situation ergibt sich nur für die Blau- und Rot-Abweichung eine je eigene Situation:
Das Optimum dieses Pentax liegt im gelben Bereich. Grün wäre bereits etwas überkorrigiert, Blau noch
ein bißchen stärker ükorrigiert, liegt aber mit + 10 µ noch nahe genug hinter Grün. Rot ist aber mit
+ 168 µ bereits kräftig defokussiert und damit unscharf und "versaut" in diesem Spektrum die scharfe
Abbildung und wird sogar als störende Unschärfe visuell wahrgenommen - wie mir von versierten Beobachtern
bestätigt wird. Es ist nicht die Unterkorrektur bei Rot, sondern die Defokussierung des roten Spektrums,
das sich als rotes Streulicht über das Bild legt und intrafokal für den Rot-Saum verantwortlich wäre.

@Pentax75SDHF-06.jpg

Meßtechnisch zeigt das nächste Beispiel, was passiert, wenn Koma das Meßergebniss erschwert. Eine
Möglichkeit wäre, die Koma durch Drehung der Optik senkrecht zu den Streifen zu legen, dann verformen
sich die Streifen zwar bauchig, sind aber besser zu beurteilen. Vom Öffnungsfehler (Strehl-Wert) beurteilt,
wäre das Optimum in der Gegend von Gelb-Rot. Das Auge sich sich vermutlich einen Bereich im Grün-Gelb
heraus. In diesem Fall wäre Blau überkorrigiert und leicht unscharf hinter dem grünen Schnittpunkt,
Rot wäre bereits leicht unterkorrigiert aber stärker unscharf, was in der Strehlauswertung als PV-Wert
abweichung den Strehl drücken würde, sodaß der Gesamtstrehl entsprechend gedrückt würde.

Die Vergleichbarkeit hinsichtlich der chromatischen Definitions-Helligkeit läßt sich nur über einen festen
Fokus ermitteln, die Rest-Chromasie-Indexzahl aber nur über die Fokussierung auf die jeweilige 70.7%
Zone durch Einzel-Fokussierung.

@SkyWatch_ED120-07.jpg

Kehrt man also nach diesen Überlegungen zur Vermessung des Skywatcher Equinox zurück, dann muß der
Farblängsfehler aus diesen Überlegungen ziemlich klein sein und das System ziemlich farbrein.

@Equinox_06.jpg

Hier nochmals eine simulierte Übersicht (ZEMAX) die sich in der oberen Reihe auf die 70.7 % Zone bezieht und
auf den kleinsten SpotRadius, untere Reihe, wie es beim Fokussieren passiert. In diesem Fall ist der Fokus
auf einen bestimmten Abstand "eingefroren" was in der Folge den chromatischen GesamtStrehl sehr viel
stärker beeinflusst.

FarbLFehler.jpg