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 |