11.09.2002 (14) Strehl und Fangspiegel
Ungenaue Fangspiegel-Justage beim Newton

Wenn man es in der Praxis nicht erleben würde, würde man es als Optiker gar nicht glauben 
wollen. 

Ganze Strehl-Schlachten haben sich die Zeitgenossen schon auf Astronomie-Boards geleistet mit 
einer Inbrunst an Überzeugungs-Kraft, daß es einen schaudert. Newton-Spiegel werden nur unter 
der Bedingung gekauft, daß der Strehl mindestens 0.95 beträgt. Daß die Flächenglattheit ebenfalls 
ein wichtiger Faktor sein könnte, setzt sich erst allmählich in den Köpfen fest. Da geht es dann um die 
10.000 Meßpunkte, die ein ZYGO oder WYKO Phasenshift-Interferometer beim Meßvorgang aus- 
spielt, aber keiner sagt, daß das lediglich wie bei einer normalen CCD-Camera die Pixel sind, die 
das wie immer geartete Interferometer-Bild erfassen und auswerten. Die Topografie wird damit 
zwar genau erfaßt, die Feinstruktur der Fläche jedenfalls nicht - sonst müßte man sich ja mit ihr nicht 
gesondert beschäftigen.

Erstaunt war ich, als ich in Südfrankreich zum ersten Male erlebte, wie ein junger Astronom, 
Terrence mit Namen, voller Überzeugung jeden Justierlaser ablehnte, und erklärte, das ginge am 
Stern sehr gut, solche Geräte brauche er nicht. Zunächst ließ ich es gut sein, und beschloß, 
darüber ein wenig nachzudenken, nachdem es so gar nicht meine Erfahrung aus der Labor-Messung 
war, die immerhin eines immer ganz deutlich zeigt, wie empfindlich ein Newton bei Dejustage
mit Koma reagiert. Wäre nicht anschließend in Pfünz/Eichstätt beim BTM derselbe Vorgang zu 
beobachten gewesen, hätte ich das Beispiel in Südfrankreich wohl wieder vergessen. Mehr noch, da 
zettelte sich auf dem Astro-Board erneut eine Diskussion darüber an, daß man die Fangspiegel- 
Justage gar nicht so wichtig nehmen müsse . . . 
 

In diesem  Fall  ist es höchst einfach, den Fall mit dem ZEMAX Strahlendurchrechnungs-
Programm zu simulieren:

Ausgehend von einem Standard-Newton, also ein unkomplizierter 10-Zöller f/5 oder 250/1250, also 
ein weitverbreitetes Gerät auch hinsichtlich des Öffnungs-Verhältnisses, ist der Fangspiegel 
dejustiert, weil ja nicht wichtig. Nicht viel, gerade mal 3 mm von der idealen Mitte. Das heißt,
vom Okular-Auszug gesehen, schaut der Fangspiegel nicht exakt auf die Spiegelmitte, sondern
um eben diese 3 mm neben die Spiegelmitte, und der Hauptspiegel wird unter dieser Bedingung
am Stern justiert, sodaß das Sternscheibchen im Okular rund erscheint.

3 mm daneben und nur noch 0.95 Strehl

Der Sternfreund hat sich geschunden, hat tatsächlich einen 1.00 Strehl Spiegel geschliffen, oder 
gekauft, und nun läßt er stolz jeden durchschaun, erklärt das etwas schlechtere Bild als Einfluß des 
Seeings, man hat ja nicht immer Glück, und hört einfach auf zu denken, obwohl vielleicht beim 
Nachbarn eine erheblich bessere Auflösung zu beoachten ist. Dann fängt er an zu justieren, 
natürlich am Hauptspiegel, und auf die schüchterne Frage, was denn mit dem Fangspiegel sei, ob 
der nicht vielleicht vorher . . . bekommt man einen verständnislosen Blick, als ob man von der 
Sache nichts verstünde. Was sind schon 3 mm? Für ZEMAX sind das immerhin nur noch 0.95 
Strehl, vorausgesetzt, man hatte den perfekten "1.00"-Strehl-Spiegel. (Da wiederum muß man
sich schon wieder die Experten anhören, die einem erzählen, daß es diesen Spiegel nie geben
kann.) Über ein Interferogramm sieht man die Koma extrem genau, nicht aber über ein 
defokussiertes Sternscheibchen.
 

10 mm daneben und nur noch 0.63 Strehl

Wenn also der Fangspiegel gar 10mm neben die opt. Mitte des Hauptspiegels "guckt", besonders
wenn eine Mitten-Markierung fehlt, die man ja auch gar nicht brauche, läßt sich ein Diskutant auf'm
Board vernehmen.Vielleicht ist ja der Haupt-Spiegel verspannt in seiner Zelle. 
Aus der Traum vom 0.95 Strehl-Spiegel, wenn allein die Fangspiegel-Justage nicht stimmt. 
Man kann also eine steigende Fehler-Hiearchie  aufmachen, die das Bild des Newton-Systems 
beeinflussen.

a) die Fangspiegel-Qualität läßt bis ca. L/2 PV wave noch ordentliche Ergebnisse zu
b) die Hauptspiegel-Qualität läßt bis ca. L/3 PV wave von ordentliche Ergebnisse zu
c) die Fangspiegel-Dejustage toleriert noch Abweichungen bis 3-4 mm bei einem f/5 System
d) die Hauptspiegel-Dejustage schlägt bereits bei geringster Abweichung "Alarm"

Nur 3 mm Hauptspiegel-Dejustage "ziehen" den Strehl in den Keller

In diesem simulierten Fall wäre zwar der Fangspiegel exakt justiert, dafür aber "schaut" der
Hautpspiegel nur 3 mm neben die Achse im Okularauszug. Die Perfektion eines 0.99 Strehl-
Newton-Spiegels schrumpft auf ganze 0.36 Strehl , und die hohe Qualität der "scharfen" 
Scherbe, wie es Stathis Kafalis unlängst formulierte, sucht man vergeblich. Eine erhebliche Koma 
stört das Vergnügen, und manche merken dies noch nicht einmal. Fazit der ganzen Simulation:
Von Eurem Newton habt ihr dann seine Höchstleistung, wenn erst der Fangspiegel exakt
justiert worden ist, und anschließend der Hauptspiegel "zurück"  Und erst dann ist ein Vergleich
der Newton-Spiegelwerte von PV wave, RMS wave und Strehl überhaupt sinnvoll.
 

Wolfgang Rohr
 


 
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