Der Interferometer-Test: 
Trotz aller Diskussionen, die auf einigen Optik-Boards um die Feinheiten des 1973 veröffentlichten
Bath-Interferometers geführt worden sind, sind diese Makulatur und dieser leicht zu bauende und
zu handhabende Interferometer hat weltweit in der Amateur-Szene seinen Siegeszug angetreten, an
dem der Autor kräftigen Anteil hatte. Die Auswert-Software war bis zum Jahre 2000 noch wenig
entwickelt, weshalb zuerst nur eine reine Linien-Auswertung der Interferenzstreifen möglich war, 
später mit Unterstützung von Philipp Keller das gesamte Streifenbild als Fläche ausgewertet werden 
konnte, und mit FringeXP von Dave Rowe, Los Angeles,  eine fast schon professionelle Auswer-
tung incl.Mittelung über mehrere Interferogramme möglich ist, und dadurch auch der Phasenshift-
Interferometer in greifbare Nähe gerückt ist. Trotz aller Kritik haben sich die Kritiker doch noch 
derartige Interferometer gebaut und sammeln auf gleiche Weise ihre Erfahrungen damit, wie ich seit 
ca. 20 Jahren. Eine Typisierung von Interferogrammen findet man hier: http://rohr.aiax.de/typ-ig.htm

Trotzdem gibt es im Umgang mit diesem Interferometer noch viele Feinheiten hinsichtlich Optimie-
rung und bei unterschiedlichen opt. Systemen. Wichtigster Aspekt ist der Streifenabstand:
Weil es in diesem Fall immer um die bilderzeugende Wellenfront geht, ist der Streifenab-
stand bei einem Interferogramm im Krümmungsmittelpunkt einer Kugel ein Lambda wave, 
während bei einem in Autokollimations gewonnenen Interferogramm (Streifenbild) der 
Streifenabstand Lambda/2 der Wellenfront ist. (auf die Oberfläche bezogen verdoppelt 
sich jeweils der Nenner des Bruches.)

Bei der entsprechenden Eingabe in FringeXP gibt man also bei einem Kugelspiegel 1 ein, oder 0,5
bei einer Autokollimations-Messung.

Anders als der Ceravolo-Interferometer, dessen Referenz-Element eine Meniskuslinse ist, und des-
wegen exakt auf der Achse geprüft werden kann, sollte beim Bath-Interferometer der Bündelabstand
nicht mehr als 5 mm betragen. Dann bleibt der entstehende Fehler bei der Messung eines f/4 Newton
Spiegels in Autokollimation bei ca L/10 PV der Wellenfront, und das ist etwa der Meßbereich, der
mit dem Bath Interferometer sicher gemessen werden kann. Die meisten Teleskope liegen in einem
Bereich von L/4 - L/3 PV der Wellenfront, während frühere hohe PV-Werte über eine Linien-
messung nach Foucault oder Caustik entstanden.

Hier besteht noch die größte Diskrepanz, wenn es um den Peak to Valley Wert der Wellenfront geht:
Beim Foucault-und Caustik-Test mißt man die Längen-Differenz über eine Meridian-Linie,
und macht im Vertrauen auf die Rotations-Symmetrie eine Aussage zu einer Fläche, die 
nie gemessen hat. Diese Fläche braucht nur astigmatisch zu sein, und geht bei der Foucault-
Messung nicht ins quantitative Ergebnis ein. Und weil viele Spiegel nicht nur leicht astig-
matisch sind, sondern auch noch andere Flächenfehler haben, entstehen bei der Linien-
messung (Foucault) immer traumhaft hohe PV-, RMS- und Strehl-Werte, die über ein
Interferogramm selten zu halten sind, und regelmäßig zu Enttäuschungen bei den Besitzern
führen.

Einem Interferogramm sieht man vor allem  an:

- die Unter- oder Überkorrektur, flaches "W" oder flaches "M" bei immer gleichen Einstellung
- den Astigmatismus auf mindestens zwei Arten
- Komafiguren in Form eines flachen "S" oder bauchige oder kissenförmige Verformung der Streifen
- abfallende Kanten bei Spiegeln
- deutliche Zonen oder Flächenunregelmäßigkeiten
- rauhe Flächen, wenn sie besonders stark vorhanden sind

Weil eine Parabel im Krümmungsmittelpunkt prinzipiell einen überkorrigierten Kugelspiegel darstellt, sind
die Streifen "M"-förmig verformt. Mit FringeXP kann man bei genauer Angabe von Durchmesser und
Radius den Newton-Spiegel auf Null umrechnen bei einer relativ großen Unsicherheit von mindestens
10-20% Verminderung des Strehlwertes. Ganz schwierig ist der Fall bei einem F/4 Newton wegen der
hohen Anzahl von Interferenzstreifen bei dieser Art von Auswertung. Der Streifenabstand ist für diesen
Fall 1 .

Bei diesen Streifenbildern bestägt der Streifenabstand L/2 der Wellenfront. Beide Spiegel haben eine
hohe Qualität von #383 Strehl = 0.94, PV L/5.7  und #384 Strehl = 0.97, PV L/7

Newton-Spiegel sind aus thermischen Gründen oft unterkorrigiert, was aber abhängig vom Substrat ist.
Bei Pyrex wirkt "verbiegt" sich der Glaskörper noch ganz erheblich, und eine solche Unterkorrektur ist
ganz leicht über eine Isolierung der Spiegelrückseite "aufzufangen", wie mir unlängst wieder bestätigt
wurde von einem Sternfreund. 
Mit FringeXP kann man über die konische Kontrante also den Absolut-Wert rechnen, wenn der
Spiegel richtig temperiert ist, und den Optimal-Wert, wenn der Spiegel durch fallende Außen-
Temperaturen in seine optimale Parabel-Form "fällt" ! Ein einem Beispiel pendelte der Wert
zwischen Strehl = 0.702 zu Beginn einer Beobachtungs-Nacht  bis 0.923 bei fallenden Tempera-
turen hin und her. Durch Isolation der Rückseite kann dieser Fall ausgeglichen werden.

Als Weißlicht-Interferometer kann man hier in allen Wellenlängen mit Weißlicht messen, weil dieser IMeter keine
Kohärenz-Länge beansprucht. Dieses Beispiel demonstriert die farbabhängige Verformung beim Öffnungsfehler,
sog. Gauss-Fehler. Das Optimum bei diesem Zeiss-Objektiv liegt bei  ca. 560 nm wave,  während 
Blau überkorrigiert und Rot unterkorrigiert reagiert. (siehe auchHeinz Pforte, Der Optiker, Band 2, 
Theoretische Optik, Verlag Gehlen, S 149 f)

Deutliche Flächenfehler kann man bei diesem SC-System erkennen, die über die Schmidtplatte verursacht sind.

Bei diesem Newton kombiniert sich eine Unterkorrektur mit Astigmatismus, der an den ansteigenden Streifenabständen
von unten nach oben erkennbar ist. Auch leichte Koma ist noch vorhanden.

Dieser Fall zeigt einen in Kompensation gemessenen 300-er Newton-Spiegel mit einem kräftigen Kegel in der
MItte, von dem der Hersteller wohl hoffte, daß ihn der Fangspiegel unsichtbar macht. Auch leichter Astigma-
tismus ist erkennbar.

Mit diesem 300-er Spiegel wurde sein Besitzer nicht glücklich: Bei dieser etwas älteren Aufnahme ist
abfallende Kante ist ebenso vertreten, wie Zonen und Astigmatismus.

Von hoher Qualität selbst bei 404.7 nm wave ist ein Apochromat, der auf Vermittlung von Ralph Mündlein
entstanden ist. 

Für Newton-Spiegel größer als 400 mm bietet sich sogar eine interferometrische Prüfung über zwei exakt parallel ausgerichtete
Planspiegel an, über die man ein gemeinsames Interferogramm erzielen kann.

Bei 532 nm wave entstand dieses zusammengesetzte Interferogramm in Autokollimation gegen zwei Planspiegel.

Die Erfahrungen der letzten 20 Jahre würden diesen kurzen Bericht sprengen.  Trotzdem hoffe ich, daß mir 
eine informative Zusammenschau gelungen ist.
siehe auch:
http://rohr.aiax.de/komastrehl.htm
http://rohr.aiax.de/typ-ig.htm
http://rohr.aiax.de/strehlnewt.htm
http://rohr.aiax.de/strehl-verb.htm
http://stoffie.board.dk3.com/2/viewtopic.php?t=72
http://rohr.aiax.de/bathinterf.htm
http://home.t-online.de/home/wolfgang.rohr/interf.htm

Wolfgang Rohr


 
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Weitere Fragen an e-mail: Wolfgang.Rohr@t-online.de