A015 Systematik bei der Vermessung des Farblängsfehlers 03. Beitrag am Beispiel TSA 102

Siehe auch das erste TSA 102/816 Objektiv

Wirklich ein Super-APO der TSA 102 / 816

Quote:

Vorbemerkung: Der User Kurt macht seine ersten Gehversuche in Sachen Farbfehler-Messung bei
Refraktoren - er hat leider nur einen zum Üben. Die "brandaktuellen" Ergebnisse mit seinem Bath-Weißlicht-
Interferometer kann man auf seiner Plattform studieren. So richtig stolz teilt er mir also mit, wie hoch dorten
die Zugriffszahlen und Antworten auf seine jüngsten ForschungsErgebnisse sind: Wow!

Nur, so frage ich mich, warum muß er mir das überhaupt mitteilen?

Warum liest er nicht einfach hier mal nach: TU-Ilmenau Vorlesung Zeiss 1


Siehe zum folgenden Text: Fokus-Shift bei Refraktoren: http://www.astro- foren.de/showthread.php?p=37481#post37481

Auf dem Objektiv-Ring steht Triplet Super Apochromat. Nun ist dieser Begriff offenbar kein ein-
getragenes Markenzeichen, also eher als Marketing-Argument aufzufassen. Trotzdem schält sich
allmählich doch heraus, was sich zu Recht Super APO nennen darf und was nicht. Bei Takahashi bin
ich überzeugt, daß dieser Begriff für diese Optik zutreffend ist, auch wenn der deutsche Händler
eher durch Understatement auffällt. Zu diesem Super-APO gibt es bereits eine sehr informative
französische Seite:
http://www.galileo.cc/english/descriptif_instruments.php?ref=TTK10200
Auch gibt es einen Fotoexperten, der mit diesem Super APO beeindruckende Aufnahmen erstellt
hat:
http://www.eifelsternwarte.de/astrobilder.htm
Weil aber jeder seinen eigenen Berichts-Stil hat, von meiner Seite die Ergebnisse meiner Untersuchung.

Dabei geht es speziell um die Darstellung des Farblängsfehlers, um die Vermessungs-Methode,
die Unterscheidung vom Gaußfehler bzw. der spherochromatischen Aberration für Blau (überkorrigiert)
und Rot (unterkorrigiert) und jeweils die Systematik dazu. Die Testbilder sollen also auch unter
diesem Aspekt betrachtet werden, schon im Sinne der Eingangs-Bemerkung.

Zunächst das Teleskop mit allen nur denkbaren Feinheiten .

@TSA102-816_01.jpg

Damit mich keiner der Übertreibung bezichtigt: Hier steht es Weiß auf Schwarz: Triplet Super Apochromat
Also auch ein Dreilinser, und damit außen vor, wenn es um den Gaußfehler bei ED-Doublets geht.

@TSA102-816_01A.jpg

Mit diesem Objektiv-Typ fotoggrafiert: Auf diesen Webseiten findet man u.a. dieses beeindruckende Bild: http://www.eifelsternwarte.de/astrobilder.htm
Interessanten Foto-Service dort bitte beachten!

@TSA102-816_02.jpg

Die Schnittzeichung entstammt aus der französischen Webseite die Diagramme aus internen Quellen:
Dabei interessierte mich die Frage, zu welcher RC_Indexzahl man kommt, wenn man die Angaben des Farb-
längsfehler aus der 70.7% Zone, wie sie Takahashi veröffentlicht rechnerisch umsetzt: Man käme tatsächlich
in die Gegend eines Zeiss B-Objektivs: http://www.astro-foren.de/showthread.php?p=35739#post35739
Leider läßt sich diese Angabe durch praktische Messungen nicht bestätigen. Trotzdem wäre die RC_IndexZahl
immer noch hervorragend. Der Grund ist ein einfacher: Bei den Design-Werten liegen Blau-Grün-Rot im
Bereich von ca. 9 µ bei meinem Meßergebnis im Bereich von 17 µ.
Übrigens liegen die beim 1. Objektiv (Link oben) gemessenen Werte incl. der Farbschnittpunkte in einem
fast ähnlichen Bereich, wie ich nachträglich feststellte.

@TSA102-816_03.jpg

Deshalb ein paar Worte zur systematischen Vermessung des Farblängsfehlers mit dem Weißlicht-Bath-Interferometer.
01. Diese Art Vermessung dürfte die genaueste Möglichkeit sein, den Farblängsfehler in der 70.7% Zone
zu vermessen. Bereits das Takahashi Diagramm bezieht sich ebenfalls auf diese Zone mit dem größten
Flächen-Anteil. Eine weitere Bedingung der Systematik heißt, man bezieht sich auf die Fokussierung für die
Haupt-Farbe Grün, weil das menschliche Auge bei Tag und mit leichter Verschiebung nach Blau-Grün auch
bei Nacht am empfindlichsten reagiert. Also wird man zu Beginn der Messung auf die Hauptfarbe Grün
fokussieren, was in der Regel bedeutet, daß man die grünen Interferenzstreifen zu einer mittleren Bezugslinie
exakt (!!!) parallel einstellt.
02. Zwei Farb-Fehlertypen sind zu unterscheiden: Der größere Farblängsfehler, der bei einer systematischen
Vermessung der Streifen sich als Abkippen der Streifen zu einer BezugsLinie bemerkbar macht: Streifen-
Abweichung nach oben bedeutet kürzere Schnittweite, -Abweichung nach unten bedeutet längere
Schnittweite. Voraussetzung jedoch ist, daß man immer das gleiche Verfahren anwendet beim Inter-
ferometer, den Meßvorgang gewissermaßen eicht.
03. Zwei weitere Fehler stören aber die geraden Streifen: die Achs- oder Zentrier-Koma, die bei
waagrechter Lage die Streifen S-förmig verformt und ein möglicher Astigmatismus, der zugleich anzeigt,
daß man möglicherweise nicht ganz auf der Achse mißt. Im Falle der Coma muß das Objektiv muß so weit
gedreht werden, daß zumindest die Achskoma senkrecht steht, damit man in der Mitte des Interfero-
grammes möglichst gerade Streifen bekommt. Ebenfalls störend wirkt sich die Überkorrektur bei Blau
und die Unterkorrektur bei Rot aus. Erst wenn man Rand-Mitte-Rand des mittleren Streifens auf die
Bezugslinie stellt, wäre man in der 70.7% Zone. Es kann auch noch ein übergreifender leichter Öffnungs-
fehler im Spiel sein, wie bei diesem TSA 102, auch das macht die Messung nicht einfacher.
04. Wenn also einer bereits bei den Interferogrammen kein System vorzuweisen hat, dann sind seine
Ergebnisse wenig vertrauenserweckend.
05. Die RGB-Farbzerlegung funktioniert nur für Blau und Grün einigermaßen zuverlässig. Für Rot kommt
ein anderes/falsches Ergebnis heraus: Bei der RGB-Farbzerlegung ein niedrigerer Wert als bei der viel
sicheren Methode mit den engen Interferenz-Filtern.
06. Mit einem Prismensatz den Farblängsfehler vermessen führt einen Systemfehler ein: Durch die
Benutzung eines Glasweges bekommt man garantiert andere Farbschnittweiten der Spektral-Farben. Die
folgende Übersicht zeigt in der oberen Reihe die RGB-Variante auf der Basis des farbigen 3. Interferogrammes,
bei dem der rote Farbauszug zu klein ausfällt im Vergleich zum unteren IGramm. In der zweiten Reihe darunter
die über die Interferenz-Filter gewonnenen Farb-Interferogramme, die beide Farb-Fehler enthalten: den
größeren Farblängsfehler über die Streifenabkippung im Mikron-Bereich und den wesentlich kleineren
Gaußfehler im Nanometer-Bereich. Dazu auch die angefügte Übersicht: Aktiviert man die POWER, dann
hätte man als Summenmfehler Farblängsfehler + Gaußfehler, deaktiviert man die Power, dann hätte man
nur den jeweiligen Öffnungsfehler der jeweiligen Spektralfarbe, den man aber von Koma und Astigmatismus
trennen sollte.

@TSA102-816_04.jpg

Siehe auch hier:
http://www.astro-foren.de/showthread.php?p=39193#post39193
http://www.astro-foren.de/showthread.php?p=40041#post40041
http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=7713
http://www.astro-foren.de/showpost.php?p=39839&postcount=4
http://rohr.aiax.de/foucault-bilder1.jpg
http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=7054

Wie schwierig der isolierte Gaußfehler sich darstellen läßt zeigt folgende Übersicht, in der immer noch der
farbübergreifende leichte Öffnungsfehler enthalten ist, wie auf übernächstem Bild die Foucault-Aufnahme.
Trotzdem beziffert sich die Farblängsabweichung im Bereich von ca. 20 Mikron, während sich die chromatische
Aberration selbst unter Einschluß von Coma und Astigmatismus um den Faktor 200 kleiner darstellt. Und bei
der Berechnung der RC_Index-Zahl vernachlässigbar ist.

Bei dieser Übersicht überlagert sich also noch ein Öffnungsfehler, der mit dem Gaußfehler nichts zu tun hat.

@TSA102-816_05.jpg

Die Farbreinheit läßt sich am Sterntest zeigen mit einem ETHOS-8mm Okular im Doppelpaß. Das Ronchi-Bild zeigt
erwartungsgemäßt die Überkorrektur bei Blau und die Unterkorrektur bei Rot.

@TSA102-816_06.jpg

Bei der RGB-Farbzerlegung entspricht Rot nicht der C-Linie mit 656.3 nm wave

@TSA102-816_06A.jpg

Die rechnerische Auflösung entspricht der theoretischen.

@TSA102-816_07.jpg

Die Auswertung dieses IGrammes differiert um ca. 0.007 Strehlpunkte nach oben.

@TSA102-816_08.jpg

Die "ungeschminkte" Wahrheit in der Störung der Wellenfront. Restfehler, mit denen man gut leben kann.
Man sieht sie nur auf solchen Interferogrammen.

@TSA102-816_09.jpg

Und die gelben Hilfslinien zeigen, wie das Interferogramm bei Strehl = 1.000 auszusehen hätte.

@TSA102-816_10.jpg

Die Energieverteilung über die Point Spread Function

@TSA102-816_11.jpg

und schließlich die Werte bei der Hauptfarbe Grün. Die anderen Strehlergebnisse für die anderen Spektral-
farben findet man weiter oben.
Fazit: Eine derartige Qualität ist man von Takahashi eigentlich gewöhnt, (zur Rettung unseres
Qualitäts-Bewußtseins!)

@TSA102-816_12.jpg


@TSA102-816_20.jpg

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