01.09.2003 (45) Fehlertoleranzen bei Strehl-Messungen
Den Strehl einer Optik kann man über den RMS-Wert berechnen. Den wiederum kann man über
ein Interferogramm ermitteln. Siehe folgende Formel:

In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage nach der Wiederhol-
genauigkeit, bzw. nach der Fehlerbreite von solchen Messungen. Folgender Internet-Bericht behauptet
eine Fehler-Toleranz von bis zu 7 Prozentpunkten Strehl-Diffferenz bei Industrie-Meßanlagen.

 Der fragliche Bericht :

Die Diskussion darüber findet :

Alois Ortner hat als Feinoptiker mit 40-jähriger Berufserfahrung dazu eine Stellungnahme abgegeben,
die ich hiermit veröffentlichen möchte. Die Hersteller von Industrie-Interferometern werden hierzu
sicherlich sehr viel erschöpfender den Sachverhalt darstellen können, und sollten bei Interesse zuerst
gefragt werden.  Wolfgang Rohr

Nun die Stellungnahme von Alois Ortner:

==================================================================

Hallo Uwe und Wolfgang.

Gestern bin ich mit der Antwort nichtmehr hinein gekommen.
Darum erst jetzt.

Ich habe mir die Messungen angeschaut.
Eine Abweichung im PV Wert von +- 0,02 ist bei so einen großen Abstand ohne weiteres drinnen 
und normal. Da genügt schon wie der Prüfer selbst schreibt, eine leichte Luftströmung, Erschütte-
rung und Temperaturveränderung. Selbst das Dasein einer Person erwirkt schon eine Luftzirkulation. 
Deshalb muss man immer darauf achten wo man während der Messung steht. Das dürfte er trotz 
seines Wissens etwas unterschätzt haben. Man sieht es bei der Sphärichen Aberration, weil diese 
kann fast nur durch Luftströmungen verändert werden.

Auch die Justierung sollte etwas genauer sein, so das die Koma auf 0,12 und kleiner wird. Die Koma 
drückt den Strehl sofort herunter. Man sieht es in der ersten Tafel . Nach Abzug der Coma ist die 
Strehldifferenz nur noch 0,028 also +- 0,014 und das entspricht einer normalen erreichbaren Messge-
nauigkeit. Der Astigmatismus darf nicht abgezogen werden. den hat er sicher nur als Beispiel seiner 
Wirkung hinein gestellt. In der zweiten Tafel hat er einen Ausreißer drinnen, deshalb sind dort die 
Differenzen größer.  Also kommt es nicht darauf an wie viele, sondern wie viel gute Messungen 
gemacht werden. Deshalb kann hier die Statistical Fluctuation nicht real eingesetzt werden.
Vergleicht man das mit der Lufturbulenz im Freien die ich gemessen habe, wo der Strehl um 0,13 
also von 0,99 auf 0,86 herunter gegangen ist. dann ist das ein Faktor von 4,6 . Also ist eine Strehl-
toleranz von +- 0,014 noch im gesunden Bereich. Außerdem kann diese Genauigkeit ja nur ganz 
nahe an der optischen Achse gehalten werden. Wie stark eine außerachsiale Abbildung sich ver-
ändert, will ich Euch noch einmal mit dieser Tafel zeigen und damit dürfte sich einiges von selbst klären.

Der Schleier zeigt sich in der Autokollimation doppelt so stark und muss gedanklich halbiert werden.
 

Nun zu Wolfgang`s Tabelle.

Zitat Rohr aus Antwort:
-------------------------------------------------------------------
> wenn die in dem Artikel behauptete Unschärfe von 7% Strehl
> stimmen würde bei Messungen mit ZYGO oder WYKO Interfero-
> metern, die grundsätzlich Reihenmessungen bei Optiken
> machen, um sicher zu gehen, daß die Messung stimmt, dann
> wären 7% Strehl-Differenz eine Katastrophe: Bitte nachfolgende
> Tabelle benutzen:
-------------------------------------------------------------------
Diese Tabelle berücksichtigt nur die reine sphärische Aberration.
Deshalb der Unterschied PV zu RMS nur 3,5.
Der Mittelwert der Zernike Coeffitienten beträgt 5,5
Berechnet man den Strehl damit neu, so kommt man bei Strehl 0,65 auf 0,84
bei 0,71 auf 0,87 und bei 0,76 schon auf 0,90 usw.

Man sieht also, dass wenn alles berücksichtigt wird kommen die Werte wieder zusammen
und es ist alles nicht so schlimm.

Wenn die Luftturbulenz den Strehl um 0,13
und die Koma bei 2,5 mm außerachsial schon um 0,75 herab setzt
dann ist die Messtoleranz von 0,028 immer noch eine feine Sache.

Um so kleiner die Messeinheit um so mehr Uschärfe kommt hervor. 
Vieleicht hilft das etwas weiter.

Gesund gestrehlte Grüße Alois 


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