sollte sich Jemand für Optik interessieren . . .

  • Hallo Wolfgang,



    So ist grundsätzlich ein Astro-Foto ein eher schlechter Beweis für die Qualität einer Optik, weil dieses Foto
    in erster Linie von der Auflösung des aufnehmenden Kamera-Sensors abhängt, der eine etwa um den Faktor
    drei niedrigere Auflösung zur visuellen Situation hat.


    ja niedrig auflösende DS Fotografie stellt geringe Ansprüche an die Qualität, das ist bei hochauflösender Planetenfotografie aber anders.
    Nahezu die volle Auflösung der Optik wird erreicht wenn die Öffnungszahl N um Faktor 3,6 größer als die Pixelgröße des Sensors ist.
    Bei zb. 5 Mikrometer Pixeln ist das also bei N= 5*3,6= 18 der Fall.
    Habe ich aber nur N=4 statt N=18 so ist die Auflösung bei 5 Mikrometer Pixeln um Faktor 18/4 = 4,5 geringer.
    Habe ich N=6 so kommen wir auf den Faktor 3 den du genannt hattest.
    Haben wir aber statt der 5 Mikrometer Pixel nur 2,5 Mikrometer Pixel so würden wir schon bei N= 2,5 *3,6 = 9 das volle Auflösungsvermögen der Optik erreichen.
    Arbeiten wir mit N=6 und 2,5 Mikrometer Pixel wäre die Auflösung also nicht um Faktor 3 sondern nur um Faktor 1,5 geringer.
    Man kann niedrig auflösende DS Fotografie also nicht pauschal mit Faktor 3 abtun.
    Und hochauflösende Planetenfotografie mit N= oder größer 3,6* Pixelgröße schon gar nicht.


    Im Bildfeld gibt es keinen Strehlwert.


    Selbstverständlich gibt es im Bildfeld auch einen Strehl!
    Zemax kann sogar eine Strehlkurve übers Feld ausgeben.
    Und solche Angaben werden auch von Herstellern wie zb. für den ES Komakorrektor gemacht.
    http://www.explorescientific.d…ic-HR-Coma-Corrector.html
    http://www.explorescientific.d…ld306_1524_hrcomacorr.jpg
    Die Y Achse gibt den Strehl an und die X Achse den Achsabstand in mm.
    An der Kurve kannst du dann den Strehl für den jeweiligen Achsabstand ablesen.


    Auch bei visueller Betrachtung muß man den Strehlwert nach opt. Fehlern differenziert betrachten. Die meisten
    opt. Fehler entstehen aus der Lagerung, der Verkippung opt. Bauteile oder falschen Abständen, was den Strehlwert
    "herunterzieht" sodaß solche mechanischen Fehler optimiert werden können.



    Was nutzt es einem wenn diese Fehler real vorhanden sind sich damit zu trösten das sie theoretisch nicht da sein sollten.
    Gerade um solche Fehler festzustellen ist ein Test ja da.
    Auch wenn ich sie nachher natürlich korrigieren kann.
    Aber um zu wissen ob ich da was korrigieren muss und was muss ich diese Fehler nun mal erst feststellen.


    Wer nur wissen will was die Optik rein theoretisch wenn alles top io wäre kann der braucht keinen Test, der schaut sich einfach das Design an und hat weit mehr Informationen als du sie mit deinem Test je liefern könntest.
    Was ich aber anhand des Design nicht erkenne ist ob das konkrete Exemplar vielleicht verspannt oder dejustiert ist.
    Dazu brauch ich einen Test der dann selbstverständlich die fraglichen Fehler auch ausweist.


    Grüße Gerd

  • Hallo Wolfgang und Gerd,


    ich denke zunächst mal, daß man sich dies:




    einrahmen einrahmen sollte :) !


    Ich habe da aber noch ein Ding im Hinterkopf, welches mich im Moment beschäftigt. Man liest überall die Aussage, daß 80% Strehl = beugungsbegrenzt ist.
    Ich dachte immer, das habe vorallem mit der Oberflächengenauigkeit des Spiegels (rms) zu tun.


    Wenn aber, wie Alois es in dem Link weiter oben gesagt hat (und Wolfgang es bestätigt hat), ein Astigmatismus allein (!) den Strehl auf unter 50% "runterziehen" kann, obwohl die Sterne trotzdem scharf sind, was ist dann (unter der Voraussetzung, daß der Spiegel eine sehr gute Oberfläche hat), die Aussage mit den 80% = beugunsbegrenzt
    überhaupt noch wert ?


    Edit 1: meine Frage anders ausgedrückt: Welche Faktoren gehen eigentlich mit welcher Gewichtung in den Strehl ein ?

    Edit 2: Hier (unter: "Limits)" noch so eine komische Aussage, die sich sogar im Kreis dreht:

    • "Limitations
      Characterizing the form of the point-spread function by a single number, as the Strehl Ratio does, will be meaningful and sensible only if the point-spread function is little distorted from its ideal (aberration-free) form, which will be true for a well-corrected system that operates close to the diffraction limit. That includes most telescopes and microscopes, but excludes most photographic systems, for example. The Strehl ratio has been linked via the work of André Maréchal [7] to an aberration tolerancing theory which is very useful to designers of well-corrected optical systems, allowing a meaningful link between the aberrations of geometrical optics and the diffraction theory of physical optics. A significant shortcoming of the Strehl ratio as a method of image assessment is that, although it is relatively easy to calculate for an optical design prescription on paper, it is normally difficult to measure for a real optical system, not least because the theoretical maximum peak intensity is not readily available".


    => +/ -: "Wenn die Optik nicht beugungsbgrenzt ist, dann taugt der Strehl als Kriterum nicht".


    Aber ob beugungsbegrenzt oder nicht, wird doch gerade über den Strehl bestimmt (die 80% Regel) ? ?(


    Gruß

  • Hallo Rudi,


    Grundlage für die Strehlermittlung ist häufig ein Interferogramm, das man als Höhenlinien eine Landkarte
    auffassen kann und als Wellenfront quantitative auswertbar ist. Nun kann man bereits darüber streiten,
    wie sich die Information eines IGrammes in einem Testaufbau zusammensetzt, da man ja immer über den
    gesamten Testaufbau ein IGramm erhält, obwohl man doch z.B. einen Prüfspiegel testen will.


    Die quantitative Auswertung geht immer über die Zernike Polynome, wie sie von Zernike systematisiert wurde.
    Damit hat man aber leider noch keinen richtigen Bezug, wo die Grenze zwischen noch gut und nicht mehr so gut ist.
    Zum Thema Auflösung haben sich schon viele abgearbeitet:
    http://r2.astro-foren.com/inde…handbuch-tipps-und-tricks
    http://r2.astro-foren.com/inde…oesung-bei-rayleigh-dawes
    http://r2.astro-foren.com/inde…ispieleartifiicialskytest


    Gerade habe ich mal versucht, mich der Problematik von zwei unterschiedlichen Seiten zu nähern:

    A. ZEMAX-Simulation:

    Hier steht einem Strehlwert von 0.983 eine Lichtstrahlen-Verteilung innerhalb des Airy-Durchmessers und einer fast perfekten Energieverteilung gegenüber.



    Im zweiten Fall stünde einem Strehl von 0.817 einer Lichtstrahlenverteilung gegenüber, wo leider nicht mehr alle Lichtstrehlen im Airy-Scheibchen zu finden sind, und das
    Energie-Verteilungs-Maximum etwas kleiner ist, und demzufolge der 1. Beugungsring ausgeprägter dargestellt wird. Das wäre nun ein um PV L/4 unterkorrigierter Parabol-
    Spiegel. Am Himmel wird man beide Spiegel kaum unterscheiden können - es käme auf einen Praxis-Test an.



    B. Auswertung über AtmosFringe


    Noch ein anderer Zugang soll das Ganze demonstrieren: Bei der Auswertung von IGrammen, kann man über die Remove-Schalter, jeweils links oben, die Fehler abschalten,
    und zwar sowohl die der Grundordnung (Primary) oder die höherer Ordnung. Dadurch kommen ganz unterschiedliche Strehlerwerte heraus, bei denen man aber sehen kann,
    wie die dazugehörige Wellenfront-Darstellung und vor allem die Energie-Verteilung dazu aussieht: Bei ca. 0.80 Strehl verformt der Astigmatismus den 1. Beugungsring,
    und beim Strehl von 0.347 (ganz rechts) ist das Maximum erheblich geschrumpft und die Energie verteilt sich deutlich in die Beugungsringe. Trotzdem ist der Strehlwert
    im Labor auf der opt. Achse entstanden und wirklich nur ein Kriterium bei der Qualitätsbeurteilung von opt. Systemen und was man damit machen möchte. Und dann
    kommt noch dazu, daß viele Benutzer die Qualität ihrer Fernrohre oft gar nicht richtig einschätzen können. Da nützt es dann auch gar nichts, wenn einer schlau daherredet.


    Hier liegt das Bild in voller Größe: http://rohr.aiax.de/ZemaxTest-03.png

    C: Der Artificial Sky Test


    Es gäbe noch eine dritte Möglichkeit, wie man die Abbildungs-Qualität auf ganz praktische Weise ermittelt:
    Bei diesem Test habe ich die Abstände unter einem Mikroskop vermessen, also sowohl den Durchmesser der Pinholes, wie
    auch den Abstand, besonders der Dreiergruppe in der Mitte. Nun kann ich zunächst die Auflösung nach Formel berechnen
    (0.346 arcsec) und den Durchmesser des Airy-Scheibchen mit 0.01038 mm und kann das vergleichen mit meiner Foto-Aufnahme
    bzw. der Abbildung der mittleren Dreiergruppe, wobei unten links vergrößert die Auflösungs-Bedingung gezeichnet ist. Aus
    dem inv TAN von (0.004mm/3094) ergibt sich eine Auflösung von 0.270 arcsec, liegt also in der Nähe. Noch viel interessanter
    ist der Vergleich des Airy-Scheibchen-Durchmessers mit des Abbildung eines einzelnen "Sternes". Die Abbildung liegt
    in jedem Fall innerhalb des Airy-Durchmessers. Das kann man nun vergleichen mit ganz unterschiedlichen Abbildungen
    aus diesem Link. Der Vorteil ist, daß ich keine rein mathematische Lösung brauche, sondern den Weg über nachvollziehbare
    Bilder gehen kann.


  • Zum Gerd,


    Wer nur wissen will was die Optik rein theoretisch wenn alles top io wäre kann der braucht keinen Test, der schaut sich einfach das
    Design an und hat weit mehr Informationen als du sie mit deinem Test je liefern könntest.
    Was ich aber anhand des Design nicht erkenne ist ob das konkrete Exemplar vielleicht verspannt oder dejustiert ist.
    Dazu brauch ich einen Test der dann selbstverständlich die fraglichen Fehler auch ausweist.


    Besser könntest Du unser beider unterschiedlichen Positionen gar nicht ausdrücken:
    Während ein Designer in bester Absicht ein System entwirft unter der Hoffnung, daß die Umsetzung über den Hersteller auch gelingt,
    habe ich es hier mit den mehr oder weniger guten gelungen Endprodukten zu tun. Es ist vergleichbar mit dem Ingenieur und dessen
    Idee und der Werkstatt, die das Teil umsetzen soll. Die theoretische Frage, was eine Optik leisten könnte, interessiert den Käufer
    grundsätzlich erst einmal nicht. Ihm geht es immer nur um die Frage, was ein Produkt kann. Sonst gäbe es z.B. nicht die vielen
    Autotester, Stiftung Warentest etc. die interessieren sich nicht für das "Design/Entwurf", sondern immer nur für das fertige Produkt.
    Du argumentierst deshalb weitest-gehend aus der Perspektive der Design-Umgebung und ich aus dem Blickwinkel, was ich vor mir habe.
    Das sind Standpunkte, die man isoliert niemals zusammenbringt. Wenn Du eine Beweisführung startest, dann meist über Diagramme
    und Mathematik, ich versuche meine Beweisführung aus der sinnenfälligen Anschauung aufzubauen bzw. was mir die "Meßtechnik" abliefert.


    Zit:
    Selbstverständlich gibt es im Bildfeld auch einen Strehl!
    Zemax kann sogar eine Strehlkurve übers Feld ausgeben.
    Und solche Angaben werden auch von Herstellern wie zb. für den ES Komakorrektor gemacht.
    explorescientific.de/Optisches…ic-HR-Coma-Corrector.html
    explorescientific.de/out/pictu…ld306_1524_hrcomacorr.jpg


    Auch Dein Strehlargument ist nicht praxis-bezogen. Was ein Designer-Programm alles kann, weiß der Normal-Verbraucher nicht und
    er muß es auch gar nicht wissen. Auch mußt Du mal nachvollziehen, wie man als Tester im Bildfeld eines Systems auswertbare
    Interferogramme bekommt. Habe ich zwar auch schon gemacht, müßten aber dann auf Achsabstand bezogen sein, damit man es
    in ein Diagramm bringt - kennst Du eine der großen Optik-Firmen, die sowas machen? (Aus praktischen Messungen gewonnene Diagramme)
    Üblich bei allen opt. Systemen ist ja nun wirklich der Strehlwert auf der opt. Achse, Zeiss hinauf und LOMO wieder herunter.


    Die Firma explorescientific riecht ja nun wirklich den "Fußschweiß des Fortschritts".
    Dort versammeln sich große Experten :D . Für mich kein überzeugender Link.

  • Hallo Wolfgang,


    tut mir leid, aber ich verstehe schon wieder was nicht ;( .


    In Deinem "blauen" Bild (die zweite Alternative, die Du freundlicherweise vorstellst), wo Du die verschiedenen, den Strehl beeinflussenden Fakoren, durch Auswahl "ausgeschaltet" hast, ist da der Spiegel "an der Basis" immer derselbe ?


    Meine "Verwirrung" kommt daher, daß sich "Peak to Value" und "RMS" bei den 4 (Teil-)Bildern jeweils ändern und daß ich von folgenden Bild ausgehe ( = 1. Bild auf dieser Seite): http://www.rfroyce.com/standards.htm



    Ich schließe (wahrscheinlich falsch) aus:

    • dem Bild (rfroyce) in obigem Link einerseits und aus
    • "den kleinen Vierecken", die man in Deinem blauen Bild "an-" oder "aus-" klicken kann (bzw. nicht), andererseits,

    daß PTV und RMS ausschließlich mit der Oberflächenbeschaffenheit (= "Glätte" *) der Optik (= wieviel "Kontrollpunkte" hat man auf der Oberfläche der Optik) zu tun hat.


    Aber nicht nur der Strehl verschlechtert sich von 1 nach 4, sondern GLEICHZETIG auch PTV und RMS.


    Mir ist aber nicht ersichtlich, was die Oberflächenglattheit des Spiegels mit dem Strehl zu tun hat, wenn es keine "Kästchen" gibt, mit denen man diese Glattheit verändern kann ?
    Also warum ändert sich, in dem Komputer-Programm, PTV und RMS, ... obwohl man die Glätte ja - offensichtlich - durch "An"- oder "Aus"-Klicken nicht verändern kann ?
    Inwieweit ändert ein starker Astigmatismus (der - sicher - die Oberfläche des Spiegels "verbiegt") die Glätte des Spiegels ? (Beides ist nicht dasselbe, ... ich bin ok für den Einfluß des Astigmatismus auf die Form des Spiegels). ... Und wieso beeinflußt das den Strehl ?



    ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    * wobei ich nicht (!) die Mikro-Rauheit meine


    --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
    Liebe Grüße

  • Ok, habe verstanden.


    ptv und RMS messen nicht nur:

    (1) die Abweichungen (Lôcher und Buckel) von einer (theoretisch planen) Oberfläche nach oben oder unten (so: ˄ — ˅) ,



    sondern:


    (2) die Abweichungen sind auch noch auf die Idealform einer Optik bezogen (z.B. einer Parabel für einen Parabolspiegel); d.h. so: ˄ u ˅.


    Hier, Beitrag 5: http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=50248


    Gruß


  • Hallo Rudi, eine Antwort auf Deinen Beitrag #25,


    es ist ein und dasselbe Interferogramm von ein und dem selben Spiegel. Mein AtmosFringe-Auswert-Programm
    liefert mir zunächst den Gesamt-Fehler bzw. -Strehl, das ich dann differenzieren kann in die einzelnen Fehler
    isoliert. Dadurch bekomme ich jeweils Ergebnisse, als hätte der Spiegel N U R den jeweiligen Fehler. Die sich
    daraus ergebene Darstellung bezieht sich dann logischerweise auf die Wellenfront, die Energie-Verteilung und
    das synthetisch gezeichnete Interferogramm.


    Über einen Testaufbau bekommt man ja immer nur ein Gesamtergebnis. Man möchte aber wissen, welche Fehler
    sich auf den Prüfspiegel allein beziehen.


    Nun gibt es ganz unterschiedlich eingefärbte Standpunkte, was sowohl den Begriff "beugungs-begrenzt" betrifft,
    und wie man einen Strehl-Wert zu interpretieren hätte.


    Wenn man einseitig nur die Mathematik und/oder Simulations-Programme zur Beweisführung heranzieht,
    verliert man schnell die Bodenhaftung. Ich nähere mich dem Thema eher unter dem Blickwinkel des Einzel-
    Beobachters, dessen Einschätzung bereits individuell sehr verschieden sein kann. Verläßlicher ist, was ich über
    den Artificial Sky Test fotografieren kann, weil ich bei diesem Test die Sternabbildung gegen das Airy-Scheibchen
    vergleichen kann.


    Das Thema ist weiterhin widersprüchlich:


    Bei zunehmender Obstruktion verschiebt sich die Energie in die Beugungsringe. Auf dem Foto "bläst" sich also das Sternscheibchen auf.
    Würde ich allerdings das dazugehörige obstruierte Interferogramm strehl-mäßig auswerten, so käme trotzdem ein Strehl von 0.990
    heraus, die 3D-Energie-Verteilung (PSF) würde aber wieder stimmen. Die Obstruktion würde über den Strehl nicht ausgedrückt, weil
    der ja nur die opt. wirksame Fläche/Wellenfront auf Fehler beurteilt, was mit Beugungs-Effekten über die Obstruktion erst einmal
    nichts zu tun hat. Insofern ist der Versuch, vom Strehlwert die Beugungseffekte abzuziehen, unsystematisch. Solche Versuche hat man
    auf dem anderen Forum häufig thematisiert.



  • Hallo Wolfgang,


    "Würde ich allerdings das dazugehörige obstruierte Interferogramm strehl-mäßig auswerten, so käme trotzdem ein Strehl von 0.990 heraus, die 3D-Energie-Verteilung (PSF) würde aber wieder stimmen. Die Obstruktion würde über den Strehl nicht ausgedrückt, weil der ja nur die opt. wirksame Fläche/Wellenfront auf Fehler beurteilt, was mit Beugungs-Effekten über die Obstruktion erst einmal nichts zu tun hat. Insofern ist der Versuch, vom Strehlwert die Beugungseffekte abzuziehen, unsystematisch".


    Ja, das ist logisch. Wenn ich mal eine Analogie zu dem, was ich früher mal gemacht habe, heranziehen darf: Die Abgrenzung zwischen Mangel und Aliud im Zivilrecht:


    Wenn ich ein Sitzkissen, rund, 60 cm Durchmesser, aus Latex, aufblasbar, Farbe rot bei einem Verkäufer bestelle und der liefert mir einen Schwimmring mit ansonsten genau den gleichen Eigenschaften und Massen, dann ist Schwimmring kein "mangelhaftes" Sitzkissen, sondern "Etwas anderes", ein Aliud.


    Ich kann jetzt die Analogie "weiterspinnen" und das Kissen mit einer bikonvexen Linse vergleichen und den Schwimming mit einem gläsernen "Torus". Beide haben sicher nicht dieselbe Wellenfront, und wenn ich bei meiner Linse gerne die Wellenfront eines Torus hätte und umgekehrt, dann ist das unmöglich.


    Ebenso, wenn man einen langbrennweitigen Newtonspiegel mit einem Cassegrain derselben Brennweite vergleicht. Der Cassegrain hat eine andere Wellenfront, er ist ein Aliud zum (reinen) Newton-Spiegel.


    Jetzt ist es aber so, daß ich einen Spiegel ohne Fangspiegel logischerweise nicht gebrauchen kann. "Das System" funktionniert sonst nicht. Deshalb darf ich nicht einen reinen Spiegel mit mit einer Linse vergleichen, sondern allenfalls zwei Gesamt(!)-Systeme: Cassegrain-/Newton-System vs Refraktor.


    Und der Vergleich zeigt halt, dass ein Cassegrain-Gesamtsystem eine ANDERE Wellenfront hat als ein Refraktor, und das kann man - beim Cassegrain - nicht abändern, auch wenn man den Fangspiegel entfernt. Beim Newton kann ich - im Unterschied zum Cassegrain - das "Loch in der Mitte" zwar "wegmachen", indem ich den Fangspiegel aus dem Lichtweg herausnehme, aber die Tatsache daß das Newton-"System" nach Entfernung des FS nicht mehr funktionniert, ist der Beweis, dass ich - im Verhältnis zur Linse - Äpfel mit mit Birnen (=Aliuds) vergleiche.


    Gruss

  • Hallo Rudi,


    stimmt noch nicht ganz:
    Zunächst einmal diesen Link: http://rohr.aiax.de/Obstruktion_02.png Ich erinnere mich an A.de Diskussionen. Dort wollte
    man die Beugungseffekte, wie auch in der Link-Übersicht zu sehen, in den Strehlwert subsumieren. Geht aber nicht. Beim
    idealen Interferogramm bleibt der Strehlwert immer 1. ... , egal wie groß die Obstruktion ist. Es vergrößern sich nur die
    Beugungs-Effekte und das Sternscheibchen "bläst" sich auf. Insofern ist der Strehlwert nicht unbedingt ein "All-round-Qualitäts-
    Kriterium". Es gibt noch weitere Einschränkungen, die den Strehlwert relativieren. http://rohr.aiax.de/StrehlDef.png


    Aus dem Unendlichen kommt Licht in einer idealen "flachen" Wellenform vor dem Fernrohr an. Das "schneidet" aus dieser
    Ebene eine "Kreisscheibe" aus und diese wird vom opt. System verformt entsprechend den Fehlern dieses Systems. Und
    genau diese Fehler in der Summe drückt der Strehlwert aus. Es entsteht eine Wellenfront-Landschaft. Eine "ebene"
    Fläche wäre eine perfekte Abbildung bei einem Strehlwert 1.000, so wie im oberen Link simuliert.


    In der Regel drückt der Strehlwert immer nur die Wellenfront-Verformung durch ein opt. Fernrohr-System aus, ist also eine
    Art Gesamtschau, wie am Himmel. Nun ist aber das Design der Systeme ganz verschieden: reine Linsen ohne Obstruktion,
    Spiegel-Linsen mit Obstruktion, die Newton-Systeme ebenfalls mit Obstruktion über den Fangspiegel, mit der Besonderheit,
    daß in der Regel nur der Hauptspiegel zertifiziert wird, und der Fangspiegel eher selten. Dessen Fehler werden dann meist
    dem HS angelastet.

  • Hallo Wolfgang,


    ich habe noch mal ein bißchen gelesen, über Strehl und die "80% = beugungsbegrenzt" Regel.


    Also ich habe jetzt verstanden, daß man den Begriff "beugungsbegrenzt" eigentlich noch durch die zwei Worte "nur noch" oder "ausschließlich noch" [beugungsbegrenzt] ergänzen müßte.


    Man fängt (mathematisch) "von oben" an, bei einem Strehl von 1.0 (100%) und sagt sich, daß die "Beugung" (an der Fernohr-/ Teleskopöffnung, bzw. an den Linsen-/ Spiegelkanten) der letzte aller Fehler ist, der, wenn man alle anderen Fehler (Koma, Astigmatismus, Obeflächenungenauigkeiten, usw.) beseitigt hat, noch übrig bleibt (und den man nicht beseitigen kann). Der "Beugungsfehler" repräsentiert dann 20% des Strehls.


    Aber wie kann denn dann ein Spiegel / eine Linse von über 80% Strehl (außer dem Beugungsfehler, der ja definitionsgemäß 20% ausmacht), überhaupt noch andere Fehler haben ? Sonst stimmt ja die Strehl-Rechnung nicht mehr ?


    In dem von mir weiter oben gesetzten Link http://www.rfroyce.com/standards.htm stehen unter anderem folgende 2 Sätze:

    • "The Airy disk of an unobstructed objective will contain a maximum of 83.8% of the energy from that star entering the objective. The first order ring will contain 7.2% of the light, the second order ring 2.8%, and so on, diminishing monotonically with each successive ring".

    Wenn man alle Beugungsringe (= Fehler) zusammennimmt, kommt man also knapp auf die 20% (genau 16,2%). Wo kommt denn dann der Rest her ?


    Aber dann ist da auch noch das (ein anderes) "Rayleigh-Kriterium" (ein anderes als die Abstands-Regel bei Doppelsternen), die sog. "λ/4 - Regel". Ich denke mal, daß man da (denke-mäßig) "von unten" anfängt.: wenn die Spiegel-/ Linsenoberfläche auf λ/4 genau geschliffen ist, dann ist ist die Optik beugungsbegrenzt.


    Ja und wie ist es dann mit den anderen Fehlern (Koma, Astigmatismus) ? Da ist ja in der Strehl-Rechnung logisch gar kein Platz mehr ?

    [Edit 1: Und was ist mit den "Brechungs" (nicht "Beugungs")-Fehlern, wie "Farblängs- und Farbquer-Fehlern an Linsen, die der Spiegel nicht hat ?

    Edit 2: Also bzgl. den beiden Rayleigh-"Erfindungen" (Rayleigh-Limit und Rayleigh-Criterion) scheint ja erhebliche Verwirrung, sogar unter den Spezialisten zu herrschen.

    R.F. Royce sagt hier http://www.rfroyce.com/standards.htm, daß:

    "Perhaps the best-known benchmark for optical quality is the Rayleigh limit, not to be confused with the Rayleigh Criterion, a measure of the ability of the telescope to separate binary stars. The Rayleigh limit basically asserts that if the wavefront reaching the eye is distorted or deformed by spherical aberration more than 1/4 wavelength of yellow-green light, the image will be perceived as degraded. Any wavefront reaching the eye having a de-formation of 1/4 wave or less will be perceived as essentially perfect".[/color][/color]

    Vladimir Sacek sagt aber http://www.telescope-optics.net/effects1.htm#forms, daß

    "In 1878, after investigating effect of various monochromatic aberrations on the characteristics of point-image, Lord Rayleigh concluded that performance of an optical system will not be significantly impaired as long as the maximum optical path difference (OPD) resulting from aberrations does not exceed 1/4 of the wavelength. Or, as illustrated by Sidgwick (Amateur Astronomer's Handbook, p66), if the wavefront is contained between two concentric spheres separated by 1/4 wave". This is known as Rayleigh criterion (not to be confused with Rayleigh limit for point-image resolution), or tolerance.


    Also beide unterscheiden "Rayleigh"-Limit und "Rayleigh"-Kriterium, ...aber beide bezeichnen damit genau das Entgengesetzte :D !!!


    Kannst Du mir da ein bißchen weiterhelfen !


    Danke

  • Hallo Rudi,
    ich verstehe das auch so - ein nur noch durch Beugung begrenztes System kann nicht verbessert werden und hat dementsprechend Strehl 1,0. (z.B. perfekte Parabel)
    Jede Abweichung von der perfekten Parabel zieht den Strehl runter z.B. auf 0,8 - das ist wohl der Wert bei dem die praktische Auflösungsgrenze
    liegt wenn das Seeing die theoretische Auflösung des Systems ermöglicht.
    Beste Grüße, Joachim

  • Hallo Joachim,


    ja das ist mal 'ne gute Frage:


    Ist Strehl 1.0 (100 %) = netto [= nach Abzug des Beugungsfehlers von 16,2 % (= aller Beugunsgsringe zusammen, d.h. "nur" 83,8 % im Airy-Disk), der ja nicht beseitigt werden kann]


    oder


    ist Strehl 1.0 (100 %) = brutto [ = weil man den Fehler ja nicht beseitigen kann, ist 100 % = 83.8 % + 16.2 %, d.h. man integriert den Beugungsfehler in die 100 % ?].


    In letzterem Fall (von dem ich - wohl fälschlicherweise - vorhin ausging), könnte es ja gar keinen Strehl über 83.8 % geben, weil man ja den Beugungsfehler nicht beseitigen kann <X !


    Allerdings gibt es dann zwei Definitionen von "beugungsbegrenzt" (mit 20 % im "Leerraum" dazwischen):


    (1) "100 % Strehl = (nur) beugungsbegrenzt"
    und
    (2) "80 % Strehl = (ein bißchen) beugungsbegrenzt".


    Aber dann man müssen sich die, die die andere Regel: "Strehl 0.8 (80%) = beugungsbegrenzt" (jahrzehntelang) verbreitet und vertreten haben (sie finden sich ja auch auf hochtechnischen, astrophysikalischen Internet-Seiten und in sehr bekannten Büchern), fragen lassen, ob sie:


    (a) entweder den Strehl nicht verstanden haben
    oder
    (b) absichtlich mit der "Zweideutigkeit" gespielt haben !


    Weil für mich ist das erste und natürliche Verständnis von "beugungsbegrenzt" klar das von "nur noch" ["beugungsbegrenzt"] und nicht irgendein "wischiwaschi" darunter.


    Lieben Gruß

  • Hallo in die Runde,


    Es gibt den PV-Wert (Peak to valley) und den RMS-Wert (Root mean square). In beiden Fällen bezieht man sich auf die Wellenfront,
    die von einem opt. System über dessen Fehler beeinflusst wird. Der RMS ist der Wert, bei dem der PV-Wert über die gesamte Fläche
    gemittelt wird. Die Wellenfront muß man sich als Landschaft vorstellen, wie man sie mit Höhenlinien in unseren Atlanten findet.
    Aus diesem RMS-Wert kann man nun nach der Formel den Strehl berechnen, oder aus dem Strehl zurück den RMS-Wert. Weder im
    PV-Wert, noch im RMS-Wert kommt die Beugung vor. Somit auch nicht im Strehlwert. Die Effekte der Obstruktion werden damit
    überhaupt nicht ausgedrückt - auch wenn auf diversen Foren immer wieder der Versuch gestartet wird, die Obstruktion dem Strehl-
    Wert anzuhängen.



    Der praktische Beweis sind synthetische Interferogramme, die zunehmende Obstruktion haben. Nach oberer falscher Logik müßte ja nun der
    Strehlwert bei zunehmender Obstruktion kleiner werden, was aber nicht passiert. Selbst bei 80%-tiger Obstruktion der Fläche ist der Streh-
    wert immer noch 1.000. Die Energie verteilt sich bei der PSF-Darstellung massiv in die Beugungsringe und bläst das Beugungsscheibchen auf.
    Trotzdem bleibt der Strehl bei 1.000.



    Daß ein Strehlwert von 80% beugungs-begrenzt sei, geistert tatsächlich sogar durch die Fachbücher. Ich habe aber bisher nirgendwo eine
    stichhaltige Begründung dafür gefunden, warum das so sein soll. Am einleuchtensten wäre diese Quelle. Das heißt: Solange die Abbildung
    eines Sterns innerhalb des Airy-Scheibchen-Durchmessers liegt, wäre das ein Strehl von 0.8 bzw. "beugungsbegrenzt".



    Das schaut dann für einen Kugelspiegel so aus:


  • Hallo Wolfgang,


    ganz herzlichen Dank für Deine - geduldigen - Erklärungen. Sie haben mich ein ganzes Stück weitergebracht beim Verständnis des Strehls (und dessen was Du so tagtäglich machst).


    Um "die Schleife zu schließen" und zur kompletten Erklärung der "λ/4 Regel" von Rayleigh, möchte ich aber gerne noch einen Hinweis diese Seite anbringen: http://www.telescope-optics.net/effects1.htm#1878


    Sie erklärt in allen Einzelheiten die Geschichte der "Beugungsbegrenzung" und woher die "80% Strehl-Regeln" (Plural !) kommen ! Hier die Übersicht zu der (konkreten) Seite des Herrn Sacek als Screenshot:




    Nochmals vielen Dank !

  • Hallo Rudi,


    ein sehr schöner und vor allem informativer Link. Dort habe ich leider nicht mehr nachgesehen.
    Da dürfte der Massimo Riccardi, Optik-Designer. Ferrara, mit gearbeitet haben. Unsere Nachbarn
    in Frankreich und Italien sind auch nicht ganz dumm.

  • Hallo Wolfgang,

    "Unsere Nachbarn
    in Frankreich und Italien sind auch nicht ganz dumm."

    Ja genau, und - "s'isch ja Fasnet" - auf dem blauen Nachbarforum haben die dortigen Superexperten allesamt immer noch nicht verstanden, daß:


    - das Rayleigh "Doppelstern-Auflösungskriterium"
    und
    - das Rayleigh "Lambda/4 - Kriterium",


    zwei verschiedene "Rayleigh - Kriterien" sind !


    Hihihihi :D

  • Hallo zusammen,


    auf dem blauen Nachbarforum haben die dortigen Superexperten allesamt immer noch nicht verstanden, daß:

    - das Rayleigh "Doppelstern-Auflösungskriterium"
    und
    - das Rayleigh "Lambda/4 - Kriterium",

    zwei verschiedene "Rayleigh - Kriterien" sind !

    Hihihihi


    ich fürchte das hat unser Superexperte hier auch noch nicht.
    Sonst würde er nämlich nicht ständig das trennen von Doppelsternen an der Auflösungsgrenze nach Rayleigh als Qualitätsbeweis anführen.
    Ich habe ja im Astrotreff anschaulich gezeigt das Doppelsterne auch dann noch nach Rayleigh aufgelöst werden wenn das Lambda/4 sphärische Aberration Kriterium längst verletzt wurde.


    http://www.astrotreff.de/topic.asp?TOPIC_ID=206158&whichpage=3



    Auch eure ganze Argumentation bezüglich der Aussage von Alois zum Asti basiert ja auf diesem Irrtum.


    Wenn aber, wie Alois es in dem Link weiter oben gesagt hat (und Wolfgang es bestätigt hat), ein Astigmatismus allein (!) den Strehl auf unter 50% "runterziehen" kann, obwohl die Sterne trotzdem scharf sind, was ist dann (unter der Voraussetzung, daß der Spiegel eine sehr gute Oberfläche hat), die Aussage mit den 80% = beugunsbegrenzt
    überhaupt noch wert ?



    Hier findet eine Verdrehung statt.
    Es ist vielmehr genau andersrum wie da behauptet.
    Das erfüllen des von Rayleigh eingeführten Kriteriums Lambda/4 bzw. Strehl 0,80 landläufig auch als Beugungsbegrenzt bezeichnet ist ein wertvoller Orientierungspunkt!
    Das Trennen von Doppelsternen nach Rayleigh bringt hingegen leider keine brauchbare Aussage zur Qualität der betreffenden Optik da dies auch mit sehr minderwertiger Optik die am Planeten eine erbärmliche Abbildung liefern würde immer noch möglich ist.
    Wer also auf eine ordentliche Abbildung am Planeten wert legt sollte sich schon am Lambda/4 Kriterium orientieren.



    Und was die Obstruktion anbelangt.
    Hier mal ein kleiner Tipp von mir.
    Um die zu erfassen sollte man schon einen dafür geeigneten Parameter heranziehen.
    Das ist natürlich nicht der Strehl sondern die EER.



    Auch das habe ich im Astrotreff gezeigt.
    Da sind 2 Simulationen, einmal eine reine Obstruktion welche die EER auf 0,80 drückt und einmal eine reine sphärische Aberration welche die EER auf 0,80 drückt zu sehen.
    Und dann noch was herauskommt wenn beides zusammenkommt.
    Und auch meine weiteren Erklärungen dort sollte man sich mal durchlesen.
    Das könnte euch hier erheblich weiterbringen.



    Grüße Gerd

  • @ #37


    Zit:"Und auch meine weiteren Erklärungen dort sollte man sich mal durchlesen."
    "Das könnte euch hier erheblich weiterbringen." Kein Bedarf!
    Mit Deinem "Sachverstand" können wir uns hier doch gar nicht messen . . .
    vielleicht ist Dir aufgefallen, daß ich zum Terminus beugungs-begrenzt bisher jede Aussage vermieden habe.
    http://www.telescope-optics.net/effects1.htm#1878

  • Hallo Gerd,


    1. Zitat:


    "Hier findet eine Verdrehung statt".


    Antwort: Das hilft auch nicht. ...Bei den alten Griechen gab es den Gott "Kronos" = "die Zeit". Ich rufe den jetzt mal an.


    Meine "Erkenntnis" (es war eine echte) über die beiden, TOTAL VERSCHIEDENEN Rayleigh-Kriterien datiert, wie weiter oben ersichtlich, vom 24. Januar 2017.


    Dein erster (!) Beitrag zum Thema (siehe Deinen Link in Deinem letzten Beitrag oben) auf dem blauen Forum datiert vom 27. Januar 2017.


    Da hatten aber schon alle Experten (außer Joachim - edit: und Statis und möglicherweise andere, die bzgl. Beugungsbegrenztheit von willkürlicher Festlegung sprachen) auf dem blauen Forum die beiden Rayleigh-Kriterien verwechselt oder die Unterscheidung nicht gekannt.


    Du hast Dich dann sehr bemüht (ich kann unmöglich sagen: ehrlich bemüht) Nebelkerzen zu werfen, aber das hilft - wegen des Gottes Kronos - leider nicht mehr.



    2.Zitat:


    [Du zitierst MEIN Zitat VON Alois folgenden Inhalts, und BEHAUPTEST, es wäre unser Irrtum, das Rayleigh-Doppelstern-Kriterium herbeigezogen zu haben. (Also ich weiß nicht so 100%ig, wen Du da noch mit reinziehen willst, es können eigentlich nur Wolfgang und Joachim sein, aber wenn es denn ein Irrtum gewesen sein sollte, so war es ausschließlich meiner. ... Aber ich habe, in dem ganzen Thread auf DIESEM Forum in dem wir gerade sind (kann jedermann weiter oben nachlesen), das Rayleigh-Doppelstern-Kriterium NIEMALS zur Unterstützung meiner Argumentation herangezogen. Ich habe es lediglich erwähnt, um deutlich zu machen, daß es 2 verschiedene Rayleigh)Kriterien gibt].


    Du zitierst mich (und - indirekt - Alois) zur Stützung Deiner falschen, soeben von mir beschriebenen, und von Dir "bei den Haaren herbeigezogenen" Argumente, in Bezug auf das Rayleigh-Doppelstern-Kriterium, folgendermaßen:

    "Wenn aber, wie Alois es in dem Link weiter oben gesagt hat (und Wolfgang es bestätigt hat), ein Astigmatismus allein (!) den Strehl auf unter 50% "runterziehen" kann, obwohl die Sterne trotzdem scharf sind, ..."

    Ja aber, lieber Gerd, könntest Du mir bitte mal erklären, was ein einzelner scharfer Stern mir dem Doppelstern-Kriterium von Rayleigh zu tun hat
    ?

    Hast Du da nicht - nachträglich - in obige Aussage, von wem auch immer sie sei, ewas hineininterpretiert, was da gar nicht drinsteht ?


    ?(

  • Zu der Gesamtsituation, welche dem in deutschen Astroforen leider immer wieder grassierenden gegenseitigen Nichtzuhören und Aneinandervorbeireden zugrundeliegt, bietet sich folgendes Schopenhauer-Zitat an:


    "Was das Herz nicht will, lässt der Kopf nicht ein."
    (Wobei "Herz" für den Willen steht, und "Kopf" für den dem Willen leider nur allzu oft untergeordneten Verstand)


    Einmal in dieser Situation <X , helfen eben keine Argumentationen mehr - und mögen sie noch so gut sein.


    Beat