Reife Takahashi FS-102 und TMB 100/800

  • Hallo,


    nachdem Wolfgang ein beneidenswert höchststrehliges Top-Exemplar eines TMB 100/800Triplets sein Eigen nennt, habe ich mir einen ebenbürtigen Top-Fluorit, diesmal aber ein Doublet, in seinem Keller abhängen lassen, der bei der dort optimalen Luftfeuchte und Temperatur dann bei 99% Strehl reif zum Verzehr war :-). Der mit ähnlich vielen Parker-Punkten bewertete Spitzenrotwein im Hintergrund muß dort leider aber noch ein bis zwei Jahre weiterreifen, um genauso viele Punkte zu erlangen :-)



    Nach dem Abhängen wurde er gleich von Wolfgang "verkostet" (der Refraktor!) Die folgenden, mit seinem Weisslicht-Bath-Interferometer und entsprechenden Filtern gemachten Aufnahmen ließen schon sehr sehr Gutes erahnen. Gerade im Gelben sehen die Interferenzstreifen ja fast so aus, als wären sie mit einem Lineal gezogen worden. Dabei wurde jede Farbe extra fokussiert:






    Eine Auswertung in Atmosfringe ver. 3.2 lieferte direkt, ohne jegliche "Beschönigungen", mit der Autotrace-Funktion der Software folgende Traum-Strehlwerte:






    Man sieht auch bei diesem Exemplar, wie nicht anders zu erwarten war, daß die Farbe Blau den niedrigsten Strehlwert aufweist, das leichte "M" im Interferogramm weist auf eine leichte Überkorrektur im blauen Spektralbereich hin.


    Interessant in diesem Zusammenhang war aber die genaue Reihenfolge der Fokuslage der vier getesteten Wellenlängen sowie die Größe der verschiedenen Schnittweiten. Es wurde ja vor kurzem bereits ein anderer Takahashi FS102 von Wolfgang vermessen, der einen W-Index von
    0,22 hatte...


    Ein erster Aufschluß gab der künstliche Stern. Intrafokal ist der für die FS-Serie typische leichte Blausaum zu sehen, den ich auch genauso immer wieder am Nachthimmel beobachte. Extrafokal sieht man am defokussierten Sternscheibchen ganz außen einen leicht orange-rötlichen Saum:


    Intrafokal:


    Extrafokal:


    Daraus läßt sich schon mal schließen, daß Blau wohl eine etwas längere Schnittweite aufweisen muß, denn auch IM Fokus (bei 800facher (!) Vergroesserung im Doppelpaß aufgenommen) sieht man diesen blauen Saum:



    Nachdem aber genau diese Frage und die Klassifizierung von Triplets/Doublets anhand des W-Indexes in letzter Zeit ziemlich interessiert von mir und anderen verfolgt wurde, wollten wir das genauer wissen. Ich war ja, wie man in einem anderen Thread nachlesen kann, genau wie Pal der Ansicht, daß ein gewisser Widerspruch zwischen Wolfgangs Index und unseren visuellen Farbeindrücken dieser Apos vorhanden war. Wolfgang hat dann wirklich sehr sorgfältig mehrere Meßreihen gemacht, mal vorwärts, mal rückwärts, die dann anschließend gemittelt wurden, um die Lage der verschiedenen Fokusse möglichst exakt zu bestimmen:




    Wenn man nun die relativen Schnittweitendifferenzen im Verhältnis zur Tiefenschärfe setzt (übrigens Wolfgang, deine neue W-Index Software für Windows ist bereits tatsächlich in Arbeit :beta:) erhält man als Ergebnis für DIESEN Tak einen ebenfalls sehr guten Wert von 0,31. Das liegt in derselben sehr guten Region wie der bereits früher vermessene FS102 und der TMB 100/800, die beide bei ca. 0,22 lagen.



    Damit ist klar, daß man bei Diskussionen um die Farbreinheit tatsächlich am besten immer nur über eine BESTIMMTES Exemplar reden sollte. Ich war anfangs zugegebenermaßen sehr skeptisch, daß die beiden FS-102 verschiedene W-Indizes haben sollten, aber der folgende Foucaulttest zeigt es eindeutig: DIESER Tak zeigt -zumindest theoretisch-, einen Tick mehr Blausaum als der vorangegangene. Trotz phantastischen Strehlwertes! Da ich aber durch den anderen nie beobachten konnte, bleibt mir der Unterschied, wie und ob er sich dann tatsächlich beim Beobachten zeigt, bis auf Weiteres verborgen.



    Man sieht in obiger Foucaultaufnahme sehr schön, daß die blauen und roten Wellenlängen definitiv länger fallen müssen als die gelb-grünen, wobei in der LINKEN Hälfte der Aufnahme die Farbe Blau sehr dominant ist und Rot flächenmäßig einen kleineren Anteil für sich beansprucht, so daß Rot doch viel näher an gelb-grün sein muß (wurde auch bestätigt durch die Interferometermessungen für den W-Index). In der rechten Hälfte ist GELB ganz außen, GRÜN eher innen. Bei der Bestimmung der Fokuslage mit dem Bath-Interferometer war es nicht möglich GELB und GRÜN auseinanderzuhalten, sprich, diese zwei hatten eine nahezu identische Schnittweite. Ganz knapp dran war ROT. Nur BLAU war mit ca. 36 Mikrometern dann doch weiter abgeschlagen mit der längsten Schnittweite, was die Blausäume erklärt. Man muß sich als beim Tak folgende Reihenfolge der Farben vorstellen:



    Und jetzt wurde es interessant. Takahashi FS-102 und TMB 100/800 haben also mehr oder weniger denselben W-Index. Zeigen sie aber auch exakt gleich viel Farbe in der Praxis? :wacko:


    Daraufhin der "Tages-Beobachtungstest". An meinem FS-102 sehe ich, wenn genügend Sonnenlicht vorhanden ist, an weissen Balkongeländern diese vielzitierten blauen Säume. Kaum störend, weil wirklich nur marginal, aber sie sind definitiv da. Jetzt kam der TMB an die
    Reihe. Nach mehreren Stunden Testmarathon im Keller (mein Bathinterferometer wurde auch noch "operiert", aber da mach ich lieber einen neuen Thread auf...) durften nicht nur der kleine TMB, sondern auch wir ans Sonnenlicht :cool:



    Und ja, visuell der gleiche Eindruck den ich schon mal bei einem anderen TMB 100/800 erfahren durfte: diese blauen Farbsäume sind hier nicht zu sehen. Und trotzdem, irgendwie ein anderes "Gefühl" beim optischen Eindruck, den dieses Sahneteil bei mir hinterlässt. Als ich früher mal damit Saturn und Jupiter im direkten Vergleich zum FS-102 beobachtet hatte, hat MIR persönlich, der Tak FS-102 irgendwie besser gefallen, vielleicht liegt es daran, daß er nur zwei Linsen mit Luftspalt hat, wovon die äußere aus "echtem" Fluorit besteht, während der TMB ein Dreilinser mit zwei Luftspalts und mittiger Fluorophosphatlinse ist (bitte korrigiert mich, wenn ich das falsch in Erinnerung habe). Denn das Bild des Saturn im Tak empfand ich irgendwie als leicht heller bzw. "weisser". Ein irgendwie bläulicheres, kälteres Weiss, ähnlich dem Unterschied wie wenn ich durch ein Zeiss Abbe schaue. Im Vergleich dazu zeigte z. B. auch der Astrophysics Traveller eines Sternfreundes im direkten Vergleich bei gleichem Okular definitiv ein irgendwie "bräunlicheres" Bild. Ist natürlich alles Geschmackssache...



    Interessant war jetzt aber die Frage, WARUM trotz gleichen W-Index der TMB farbreiner "erscheint". Und das wohl im wahrsten Sinne des Wortes. Der Grund könnte darin liegen, daß beim TMB die Farbe ROT anstatt BLAU weit von den drei anderen Farben fokussiert, und zwar auf der anderen Seite, also näher am Objektiv dran. Wolfgang hat darauf hin NOCHMAL eine komplette Meßreihe an seinem TMB durchgeführt (wie oft ist denn der arme TMB schon getestet worden? ;-), um das nochmal bestätigt zu bekommen, ist aber in einem anderen Thread schon mal beschrieben worden... Bei 800facher Vergrösserung
    am künstlichen Stern konnte ich tatsächlich einen sehr leichten rötlichen Saum um die Airy Disk herum sehen, extrafokal sogar ziemlich ausgeprägt. Unser Auge ist im roten Wellenlängenbereich aber bei weitem nicht so empfindlich wie im grün-blauen, so daß das EINE mögliche Erklärung sein kann, warum rein "technisch" gesehen, der TMB 100/800 und der Takahashi FS-102 zwar den gleichen W-Index zeigen, man visuell aber beim Tak einen Tick mehr Farbe "sieht". In der Praxis sind beide am Nachthimmel aber dermaßen knackscharf und farbrein, daß es in meinen Augen wirklich nur noch eine Frage des Geschmacks ist...


    Pal hat in seinen letzten Antworten darauf hingewiesen, daß die Sphärochromasie bei Triplets anders zu bewerten ist als bei Doublets. Bzw. daß ein Semi-Apo und ein Voll-Apo nicht beide gleichermaßen gut mit dem W-Index beschreibbar sind. Fand ich sehr interessant. Andererseits finde ich jetzt, nach diesem Meßnachmittag, den W-Index nicht mehr ganz so unbrauchbar wie VOR diesem Besuch (Wolfgang möge mir verzeihen :-). Denn der Widerspruch ist im nachhinein gesehen nun doch nicht mehr so groß wie ursprünglich von mir gedacht.
    Da wir Hobbyamateurastronomen und "Röhrlegucker" aber doch andauernd am Verbessern von Methoden sind, glaube ich, daß man hier den W-Index und den visuellen Eindruck besser unter einen Hut bringen kann, wenn man die verschiedenen Wellenlängen je nach Empfindlichkeit des Auges für die verschiedenen Farben GEWICHTET! Denn einen LEICHTEN ROTsaum sieht man womöglich gar nicht mehr, wohingegen ein BLAUER noch von unserem Auge als störend empfunden wird. Man könnte ja die Formel mit der Zeit etwas "eichen"...


    Wolfgang hat meinen FS102 übrigens auch noch mit der zweiten, von Pal bevorzugten Methode analysiert, sprich, auf grün fokussiert, den Fokus so belassen, und einfach alle Filter nacheinander eingesetzt, die Aufnahmen liefere ich noch nach, jetzt "muß" ich aber in den Biergarten :-)


    Schönen Gruss,



    Alfredo Segovia


    ps: nachdem die Formatierung wegen der großen Bilder hinüber war, hoffe ich, das das ganze jetzt besser lesbar ist...

  • Hallo Alfredo,

    denk Dir nichts, ich muß auch sehr oft an meinen Berichten feilen, bis sie in Ordnung sind. Trotzdem erst einmal vielen Dank für Deine Mühe. Bei Refraktoren ganz allgemein gilt, daß Grün möglichst perfekt ist, dafür aber Rot unterkorrigiert und Blau überkorrigiert reagiert. Das gilt für alle Refraktoren, nur bei APO's entsprechend gut korrigiert. Auch liegt das Optimum nicht immer bei Grün, beim TMB z.B. eher bei Gelb,
    beim TAK streng bei Grün, und bei vielen Fraunhofern chinesischer Herkunft bei ROT, weiß der Kuckuck warum. War aber früher bei den SC-Systemen auch so, was ich ebenfalls nicht verstand.

    Der wichtigste Unterschied zwischen diesen beiden hochwertigen APO's ist tatsächlich die Lage von nur einer Farbe: Beim TAK das Blau, das gerade mal 0.036 hinter Grün/Rot und gelb liegt. Dadurch fällt es stärker auf und wird von Dir wahrgenommen. Beim TMB liegt Rot 0.025 vor den anderen Farben Blau/Gelb und Grün. Weil aber Blau sehr viel stärker vom Auge wahrgenommen wird als Rot, fällt es Dir auf. Am Sterntest bei 800-fach auf jeden Fall. Am Schluß waren wir nicht mehr ganz taufrisch, sonst hätte ich diese Unterschiede bei dieser hohen Vergrößerung festgehalten. Ob es uns aber in der Index-Diskussion weiterbringt, ist eine ganz andere Frage. Man könnte nun den Verlauf dieser Kurve nachvollziehen, indem man die Zonen einzeln ausmißt. Dann käme aber möglicherweise heraus, daß zwischen dem Diagramm, das ganz bestimmt nicht über eine Vermessung zustande kam und meinen Ergebnissen, die wirklich auf konkreter Messung beruhen eine UNstimmigkeit besteht.

    Das folgende Diagramm stammt vom TSA, ist also nicht vergleichbar mit dem FS 102. Es dient mir nur als Beispiel, was zu erwarten wäre, wenn man unterschiedliche Zonen auf Farblängsfehler untersucht.

  • Schönen Abend Wolfgang,


    tja, dann werd ich mal die Bilder die ich auf meinen Server hochgeladen habe,
    alle einzeln kleiner machen müssen, werd mich morgen mal drum kümmern...


    Du hast in deiner Antwort eigentlich schon mein nächstes Anliegen beantwortet. Mir war nämlich beim analysieren der Kurve des FS-102
    aufgefallen, daß sie ebenfalls nicht mit "unseren" gestrigen Meßwerten
    der 0.707 Zone übereinstimmt:



    Zumindest hier ist die Reihenfolge der Farben vertauscht. Schneidet man die Kurven aber nicht bei der 0.707 Zone, sondern so ca. bei 0,85 dann würde
    es jedoch stimmen! Ist das ein Zufall? Ich habe mittlerweilen wirklich keinen
    Zweifel daran, daß deine Messungen der Schnittweiten wirklich konsistent sind, konnte mich ja selbst davon überzeugen. (Faktor Temperatur aussen vorgelassen, der ja wirklich alles auf den Kopf stellen kann).


    Aber wie exakt ist die Bestimmung der Zone, in der du schneidest?
    Das geht doch mit den Interferogrammen nur über die richtige Einstellung
    der "M"s bwz. "W"s, oder? Kann vielleicht hier eine gewisse Unschärfe
    entstehen, die dann vielleicht doch deine Messung und die des obigen Diagramms des FS102 in Einklang bringen würde?


    Guats Nächtle,


    Alfredo :-)

  • Hallo Alfredo,

    werd ich mir heute nochmal gründlich anschauen, sind ja ganz andere Werte, vor allem schlechter als in unseren Messungen. Außerdem fehlt mir die e-Linie, wenn man nicht gerade davon ausgeht, daß sie von der Ordinate (y-Achse) gebildet wird. Im Diagramm läge bei der 0.707 Zone Blau mit 0.058 am weitesten vor Grün, gefolgt von Gelb mit Abstand 0.037 und Rot mit 0.01 nach Grün. Das ist aber eine völlig andere Situation, als wir sie vorgefunden haben. Blau und Gelb würde sich dann stärker mischen, wobei Blau bei ca. 85 % die y-Achse schneidet, und sich dort die Situation verbessert.

    Beim TSA hatte ich eine viel bessere Entsprechung zum Diagramm.

  • Hallo,


    ja, das ist wirklich eine ganz andere Reihenfolge. Zumindest wenn man
    genau bei 0.707 schneidet. Einigermaßen passen würde es wirklich
    nur, wenn man oberhalb von ca. 0,85 schneidet. Dann wäre Blau aussen (noch weiter aussen läge nur noch die violette g-Linie), gefolgt von rot und
    dann gelb. Vielleicht liegt gelb und grün ja ziemlich identisch auf einer Linie? Dann würde es mit deiner gemessenen Reihenfolge übereinstimmen, auch wenn die Absolutbeträge immernoch anders wären. Allerdings halt nur etwas höher geschnitten. Deswegen meinte ich ja, wie genau du die Lage
    deines "Schnittes" in den Messungen definieren kannst, ist ja ziemlich schwierig, oder?


    Aber schon sehr komisch, daß die von Takahashi die wirklich wichtigste Linie,
    also die e-Linie, überhaupt nicht mit einzeichnen. Eigentlich ziemlich schwach und damit fast wertlos, so ein Diagramm...


    Schönen Gruss,


    Alfredo

  • Lieber Alfredo,

    die e-Linie vermisse ich auch - es könnte die Y-Achse sein. Zunächst ein paar Erklärungen zu Zonen Messung mit
    Interferogrammen. Bei einer Sphäre haben alle Strahlen aus allen Zonen den gleichen Fokus, Schnittpunkt auf der
    Achse für alle achsparallelen Strahlen. Für einen Kugelspiegel im Krümmungsmittelpunkt gilt dasselbe. Nun kann
    man daraus eine Parabel retouchieren. Der Spiegelschleifer macht das in der Mitte, es geht aber auch am Rand,
    und das deswegen, weil sich in der Optik-Rechnung sonst auf der Achse der Radius verkürzen würde. Bei einer
    perfekten Sphäre ist also die conic constant 0, bei einer Ellipse zwischen 0 und -1 und bei einer Parabel -1.
    die Hyperbeln liegen noch höher. In Gedanken habe ich die Kugel außen parabolisiert mit conic = -1 (2. Bild)
    und die Schnittweite gelassen, wie bei der Kugel. Jetzt stimmt die Einstellung nur noch auf der Achse. In den
    höheren Zonen biegen sich die Streifen durch.
    In der Zone 70.71%, was nach der Formel der halben Schnittweiten-Differenz entspricht, und das den größten
    Flächenanteil darstellt, messe ich also. Das ist immer nur wichtig bei Über- oder Unterkorrektur, weil sich dann
    die Streifen wie im Beispiel durchbiegen, aber so, daß Rand-Mitte-Rand des mittleren Streifens auf einer Linie
    durch die opt. Achse liegen. Über dieses Verfahren kann man nun wirklich alle anderen Zonen auch ausmessen,
    was aber fast vernachlässigt werden kann, wenn der Gaußfehler gut verteilt ist zwischen Blau und Rot.
    Dabei wird auf Blau mehr Augenmerk gelegt aus Gründen der Wahrnehmung als auf Rot.

    Mit dem folgenden Schema-Bild, ist das Meßverfahren auch schon beschrieben: Beim rot eingerahmten Bild wäre
    man in der 70.71% Zone, was die Situation von Blau beschreibt und die Abweichung als Überkorrektur zu inter-
    pretieren wäre. Bei kürzerer Fokuslage weichen die Streifen nach oben ab, bei längerer Fokuslage nach unten.
    Stell man also für jede Farbe das Streifenbild analog diesem Beispiel ein, dann wäre man für jede Farbe in der
    70.71% Zone, was wiederum dem Diagramm entspricht, denn das Diagramm stellt ja auch in Abhängigkeit zur
    Höhe die Abweichung zur idealen e-linie dar. Wobei die Sache sehr viel interessanter über der 70% Zone ist, unter-
    halb wird aus geometrischen Gründen weniger wahrgenommen.



    Nun zum FS-102 Diagramm selbst. Ich bin mir nicht sicher, ob dieses Diagramm tatsächlich zur Brennweite 820 mm
    gehört. Dafür wären die Farbabweichungen zu hoch. Für eine längere Brennweite würde das eher passen. Unsere
    Meßergebnisse sind tatsächlich weitaus besser, als man es dem Diagramm entnehmen kann.
    Noch einige Ungereimtheiten:
    e und d liegen nur bei Höhe h = 0 und h = 49 eng beieinander, genau das haben wir nicht gemessen.
    Da wo F die e-Linie bei h = 42.24 schneidet, müßte d etwa 30-40µ kürzer fallen, auch das haben wir nicht gemessen.
    Bei h = 44.54 würde d etwa 30µ vor e liegen, wie F hinter e mit 36µ
    Selbst wenn wir uns mit den Zonen vertan hätten, kommt auch keine größere Übereinstimmung heraus.
    Für die ganze Diskussion habe ich folgende Erklärung: Mir ist derzeit keiner bekannt, der das sekundäre Spektrum
    ausmißt, und mit den gerechneten Diagrammen vergleicht - denn es sind immer nur die gerechneten Diagramm, mit
    denen wir es zu tun haben, und da steht aber jedes Mal die Fertigung dazwischen. Das ist so ähnlich, wenn ein
    Drei-Linser als APO verkauft wird, nur weil es drauf steht, aber alle Messungen und Beobachtungen das Gegenteil
    beweist. Meine Messungen sind an der Beobachtung sehr viel näher dran, als die Diagramme - glaub ich mittlerweile.

  • Hallo Wolfgang,


    vielen Dank für die obige ausführliche Erklärung. Jetzt ist mir das klar.
    Und ich glaub, ich hab da wohl wirklich ein falsches Diagramm
    herangezogen, sorry. Es muß sich wohl um das des FS-128 und nicht des
    FS-102 handeln, hast Recht. Werd gleich mal forschen, ob und wo ich
    noch ein anderes für den FS-102 habe...aber komisch ist das schon, es steht ja
    FS-102 darüber, und NUR der hat 820mm Brennweite und 102mm Öffnung...


    Bis denne,


    Alfredo

  • Hallo Wolfgang,


    ich habe ein anderes Diagramm gefunden, aber es ist noch unpräziser
    und schlechter. Im Grunde aber dasselbe!


    Also, ich dreh wirklich durch. Noch vor einer Woche hätte ich
    vermutet, daß DU irgendwo einen Hund in deinen Messungen
    reinbringst, und das Diagramm von Takahashi stimmen MUSS, schliesslich
    stammt es ja von den Entwicklern selbst.


    Aber als Ingenieur und "Wissenschaftler" komme ich jetzt, vor allem
    nachdem ich es mit eigenen Augen erlebt habe, wie konsistent und
    reproduzierbar deine Schnittweitenmessungen tatsächlich sind, wirklich
    zu dem Schluß, daß deine Messungen wirklich korrekt sind (hab übrigens mit meinem Interferometer nun auch dein Interferogramm meines FS102 fast absolut identisch hier nachbilden können).Ergo muß das Diagramm von Takahashi Schrott sein. Wow. Wahrscheinlich disqualifiziere ich mich jetzt für einige, aber das Diagramm von Takahashi KANN EINFACH NICHT STIMMEN!
    Zumindest nicht in Bezug auf die beiden von dir durchgemessenen Röhren.


    Wo liegt denn hier der Hund begraben???


    Schönen Abend noch,


    Alfredo

  • Wo liegt denn hier der Hund begraben???

    Sehr gute Frage, lieber Alfredo,

    mich würde auch brennend interessieren, auf welche Weise dieses Diagramm zustande kommt. Es muß ein Diagramm sein, wie es das Optical Design Programm entwirft, und damit den Bezug zur Praxis verliert. Wer kommt denn auch auf die Idee, diese Diagramme am konkreten Teleskop nachzuvollziehen. Wobei die Sache von Beginn an sehr, sehr spannend und lehrreich war. Der Vorteil von Takahashi ist aber trotzdem, daß sie die Fokus-Differenzen der 70.71% Zone hinschreiben, da kneifen ja die anderen Hersteller bereits.

    Andererseits war es bei mir der Versuch, ein Linsen-System einmal auf ganz andere Art zu untersuchen, und vor allem meßtechnisch nachvollziehbar zu machen. Und das auch ein bißchen im Sinne von Dieter Lichtenknecker, den ich noch sehr gut kannte.

    Und schließlich die ganze APO-oder-nicht-Diskussion in ein System zu bringen, das die Refraktoren unterscheidbar macht. Die Händler mögens nicht, die Eingefleischten auch nicht - aber das ist mir wurscht.

  • Guten Abend,



    Pal hat sich nochmal bei mir per e-mail gemeldet und läßt sich
    entschuldigen, weil er ja in einem anderen Thread Andeutungen zu einer Lösung des Problems gemacht hat und die Forums-Benutzer nicht den Eindruck haben sollen, daß er plötzlich "abgetaucht" sei. Er ist nur zeitlich momentan nicht in der Lage zu antworten, aber er wird sich so schnell es geht wieder hier melden.


    Er kann hier vielleicht wirklich weiterhelfen, obige Widersprüche zu klären,
    und wir dürfen schon alle sehr gespannt sein :-)


    Schönen Gruss,


    Alfredo

  • Hallo Alfredo,

    es läuft auf eine meiner beiden Meßmethoden oder ihrer "Summe" hinaus
    01. Schnittweiten-Differenzmessung in der 70.71 Zone der Spektralfarben
    02. Fixierung auf die Hauptfarbe Grün und Systematisierung der PV-Wert und Strehlergebnisse der anderen Farben. (Back'sche Definition)

    Mit der 2. Methode habe ich praktische Probleme:
    - in das Strehlergebnis gehen auch Fehler wie Coma, Astigmatismus und andere irreguläre Flächenfehler ein. Wie trennt man die bitte? Bei der ersten Methode fallen die nämlich weitestgehend raus !!!
    - wie gewichtet man sowohl den PV- und den Strehl-Durchschnittswert, u.a. nach unserem Helligkeits-Empfinden und bringt ihn in eine Index-Zahl, die farbreine Systeme von "farbigen" eindeutig unterscheidbar macht.

    Die Back'sche Definition ist mir schlicht zu unscharf! Was für den Kommerz allerdings erwünscht ist.

    Mein Denkansatz ist dem hier ähnlich, der von den Brechungs-Indices der Gläser ausgeht. Und genau diese Daten habe ich nicht.

    Index-Vergleichstabelle; P1, P2, P3

  • Hallo,


    verstehe absolut deine Bedenken, vor allem, weil sich bei der zweiten
    Methode tatsächlich ALLE optischen Fehler nochmal mit einrechnen,
    und du willst ja einen Index, der sich ausschließlich auf die Farbreinheit eines Refraktors bezieht.
    Wenn du auf GRÜN fokussiert lässt, und dann alle anderen Wellenlängen
    durch Filtertausch per Strehl bzw. P/V analysierst und daraus EINEN Index basteln willst, wäre es auch in meinen Augen, wie du bereits vorgeschlagen hast,tatsächlich angebracht, einfach in Atmosfringe den ASTI und die KOMA wegzuklicken.
    Klar, auch hier verstehe ich dich, da werden sicherlich einige motzen. Aber die haben dann einfach nicht richtig verstanden, um was es hier genau geht!
    Und motzen tun ja jetzt schon ALLE, die Halpapos als Apos anpreisen, also
    was solls? (Es nimmt ja jeder die Definition die ihm passt, eine DIN Norm wäre
    da natürlich angebracht, egal ob auf Abbe, Back oder Pal basierend, aber davon kann ja keine Rede sein)


    Vielleicht probieren wir es halt mal in der PRAXIS in den nächsten Monaten mit dieser Methode einfach mal aus. Da muss man halt ein wenig "rumbasteln", um einen neuartigen Indexwert zu kreieren. Ist doch interessant! Vielleicht kann Pal da helfen! Denn das es wesentlich komplexer ist, so einen Index zu formulieren, als (Blau/Tiefenschärfe und rote/Tiefenschärfe) geteilt an zwei, das ist klar, aber es ist eine Herausforderung, die sich echt lohnen kann und vielleicht wirklich solche Widersprüche wie beim FS102 / TMB 100/800 aufgetaucht, in Luft auflösen kann.


    Denn nach wie vor bleibt das Problem, Wolfgang, daß jemand, der wirklich
    keine Ahnung von nix hat, und ein Teleskop kauft, sich trotzdem auf so einen Indexwert verlassen können muß. Und im Moment stellt es sich doch, wenn man das ganze objektiv betrachtet, so dar:


    Da guckt Mr. Soundso durch nen Tak. Aha. Schön, sieht blaue Farben.
    Dann guckt er durch nen TMB. Aha, sieht keine Farben. Eventuell ein klitzeklitzekleines bischen rot. Ergo: seine Erwartungshaltung für den Index
    ist folgendermaßen: TAK > TMB. Amen.


    Wär doch cool, wenn er in Zukunft wirklich sicher sein kann: kleinerer Index,
    weniger Farbe, die man -visuell- sieht. Punkt. Denn im Moment muß man den W-Index VERSTEHEN und die richtigen Schlüsse daraus ziehen - dann
    ist er zugegebenermaßen äußerst "powerful", wie ich mir jetzt nach diesem
    Besuch ganz sicher bin...


    Aber mathematisch wird deees Projekt bestimmt net einfach, vielleicht
    muß man sogar auf Zernikeebene rechnen.Aber da wär doch vielleicht auch noch der Massimo da, der "Atmosfringe" ja bereits auf diese Art und Weise programmiert hat...


    Bis deeees fertig ist (wenn überhaupt) benutz ICH zumindest aber deinen bisherigen Index, selbst wenn der, wie ja auch Pal ankreidet, nur den Farblängsfehler (und damit die alte geometrische Optik anstatt der Quantenphsik) berücksichtigt, aber eben NICHT das Licht, das durch den Gaussfehler eben nicht mehr in den Airy Disks der verschiedenen Wellenlängen landet...


    Allerdings sehe ich auch bei Pals Aussagen noch einen Widerspruch:
    Er schreibt, daß die Doublets hauptsächlich den Farblängsfehler haben.
    Bei den Triplets aber mit mehr möglichen Crossings jedoch der Gaussfehler im Vordergrund steht durch die größere Krümmung der Linsen. Demnach müsste ein Triplet wie der TMB WENIGER Farblängsfehler aufweisen als ein FS. Tut
    er aber nicht wirklich. Sondern nur in einer anderen Farbe (rot), die man halt
    weniger sieht. Hmmm....




    Scheeenen Gruaß,


    Alfredo :laugh:

  • Lieber Alfredo,

    so ganz schlüssig ist das von Pal gesagte auch nicht: Wir sind nicht streng auf der geometrischen Optk. Wir benutzen
    den Airy-Scheibchen-Durchmesser als anerkannte Größe und die Öffnungszahl zur Ermittlung der Schärfen-Tiefe. Dieser
    Begriff ist nicht unbedingt reine geometrische Optik. Beim Ausmessen der Farbschnittweiten-Differenz reduziert man
    prinzipiell eine Flächenmessung auf einen einzigen Streifen, der als Indikator für den exakten Fokus dient und damit
    zugleich Coma und Astigmatismus eliminiert, nämlich genau die Werte, die bei der Beurteilung stören. Auch die Formel
    Je kleiner das Öffnungsverhältnis, umso geringer die Farbwahnehmung, weil das sekundäre/tertiäre Spektrum gewisser-
    maßen in der Schärfentiefe verschwindet. Wenn aber eine der Farben isoliert von den übrigen Farben liegt, dann wird
    sie auch dann wahrgenommen, wenn die Abstände sehr klein sind, wie bei Deinem TAK, und das kann höchst verschieden
    sein. Ich bleibe also dabei, derzeit ist der Vergleich mit der Schärfen-Tiefe die bessere Lösung, die Strehl-Lösung über-
    zeugt mich überhaupt nicht, wenn Du mal das Synta-Beispiel studierst. Übrigens gibt es genügend "Spezialisten", die
    sich auch mit dem Strehl-Begriff überhaupt nicht anfreunden können. Und trotzdem ist er e i n e ziemlich zuverlässige
    Größe


    Some experiments for Pal,

    a long time ago I've got a Synta 150/1200 - a well know Fraunhofer. So I have a look with my pinhole 20µ in double pass
    and 600 magification, after these fotos I used the full aperture. The surface/aperture relation is 1 : 9 .
    With full aperture of 150 mm you'll notice the blue color pretty good, with 50 mm it's hard to find the blue and of course
    the brightness is low and it must be a matter of the "Schärfen-Tiefe" which is hiding the color effects. The Airy disk
    becomes bigger as my foto shows.



    This would be the Foucault-Test with both apertures.



    But now let's make the Thomas Back Apochromatic test with both apertures:
    The left side with 150 mm the color focus is e = 0, d +66µ, F + 505µ, C + 640µ: deep sharpness 0.070 mm, Index: 8,1906
    the right side with 50 mm the color focus is e = 0, d +110µ, F +367µ, C + 681µ: deep sharpness 0.629, Index: 0.8330 !!!
    And this would be apochromatic !

    Now let us calculate this with AtmosFringe to PV and Strehl and let's remember the Back APO definition:
    green better than Strehl = 0.95, red and blue better than L/4 PV
    The result is excellent and I'm sure, this would be an apochromatic objectiv, isn't it?
    I didn't substract the small value of coma as the fringes show with the 150 mm diameter.

    So this definition can't be usefull for the difference of a achromatic or apochromatic system. How will you handle the
    averaging of the Strehl values? You can't calculate the arithmetic middle it must be averaged on the Zernike coeffitients.

  • Hallo,


    vielleicht hilft es ja weiter, sich die Reihenfolge und Lage der Farben etwas genauer anzuschauen. Weicht beispielsweise oberhalb der 70% Zone eine Farbe isoliert von den anderen als einzige Farbe deutlich ab, dann ist sie eigentlich schon deswegen gut wahrzunehmen, egal wie farbrein das System überhaupt ist. Deswegen aber das Verfahren zur Ermittlung der W-Zahl in Frage zu stellen, heißt dieses schlüssige Unterscheidungskriterium zu überstrapazieren. Manche Verfahren lassen sich nicht atomisieren.

  • Dear Mr Rohr,


    thank you for your kind post!


    Yes, as you see well, the 150mm Synta achromat masked down to 50mm aperture is IN FACT AN APO, at least in the 486nm - 656nm spectral range. Unfortunately, I believe a similar measurement in violet color (g line - 436nm) would show that there the lens would NOT match Mr. Thomas Back's requirement of lambda/2 maximal PV value (and also it would NOT match my definition's 0.4 Strehl ratio at the g line), but, if we intentionally leave out the g line from our current experiment, then we find that the (effectively) 50/1200 achromat MEETS THE APO DEFINITION.


    Some time ago I personally tested a 150/1800 achromat with a 60mm mask, and I could not detect false color with it, so, that was also in fact an APO. But unfortunately, 60mm aperture telescopes with 1800mm focal length are not very popular...


    Kind regards,


    Pal Gyulai

  • Dear Pal,

    one more comparison: Some times ago I had a report here: http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=7606
    Today I repeated the testing with fixed focus at green. The first step without a BK7 plate 47 mm thick as the next foto
    shows. In this case the Foucault test shows a rest of color. The next step I used this BK7 plate as a Zenith or Amicy
    prism or a bino, and now you cannot see color or only a small amount. This APO is designed for the use of any prism.
    The Foucault-Test shows the difference in qualitative way and the index number gives you a quantiativ value of the
    same situation.
    With the BK7 plate no Gauss error at green, undercorrected at red and yellow, and slightly overcorrected at blue.
    Isn't it perfect?

    Your experiment with the 60/1800 f/30 Achromat shows, that any color effects dissapear in the "Schärfen-Tiefe" and
    so it becomes color free, and this effect is not a matter of geometrical optic.



    Now some notes to the test: for calculating the "Schärfen-Tiefe" we use the Airy-Disk and the f/n relation. But this is
    not geometrical optic. If I measure the exact color distances, I just use an interferometer to get the most exact values
    of the color focus in 70% zone with a accuracy of about 5 µ. For this I just use the middle fringe and align it to the small
    ruler between the objektiv and the flat. Do you know a better way for classifiing lens system?

  • Wahrscheinlich disqualifiziere ich mich jetzt für einige, aber das Diagramm von Takahashi KANN EINFACH NICHT STIMMEN!


    Hallo zusammen!

    Auch wenn ich nicht alle Beträge dieses Threads verstanden habe, möchte ich kurz etwas beitragen, weil ich die Diskussion hier sehr interessant finde. Falls ich in meinen Ausführungen Denkfehler habe, darf man mich selbstverständlich korrigeren. ;-)

    Ich glaube, dass das Takahashi-Diagram zumindest für das TSA nicht falsch ist. Die grundlegende Frage ist doch (ich habe sie bereits gestern in Verbinung mit dem Takahashi FSQ-Diagram gestellt) : Wie definiere ich den "Fokus" eines Refraktors auf der optischen Achse für eine bestimmte Wellenlänge?

    Im einem der obigen Beiträge wurde quasi festgelegt, dass der Schnittweite des Strahls, der paralell zur Optischen Achse auf Höhe sqrt(2) eintrifft auch gleichzeitig der "Fokus" ist.
    Das ist aus meiner Sicht nicht ganz richtig. Da ich eher fotografisch denke würde ich die Definition eher wiefolgt wählen: Der "Fokus" ist der Punkt, an dem der Spot auf der optischen Achse am kleinsten ist (eigentlich müsste ich als Fotograf das ganze relevante Bildfeld wählen, aber ich vermute, dass die diskutierten Messungen ausschließlich auf der optischen Achse stattfanden).

    Im Falle des TSA kann ich die Spotgröße auf der optischen Achse anhand des Takahashi-Diagramms grob ausrechnen. Leider haben wir keinen Datenwerte zwischen Höhe 0 und 36. Aber in diesem Bereich ist die erzeugte Spotgröße mit hoher Wahrscheinlichkeit sowieso eher kleiner, da die Lichtstrahlen die optischen Achse in kleinerem Winkel schneiden und sich die Spotgröße dadruch mich wachsender Fokusdifferenz nur langsam erhöht.
    OK, also im Moment kann man die Spotgröße nur für Lichtstrahlen berechnen, die auf Höhe 36 und 51 einfallen. Durch ausprobieren bekommt man den Fokuspunkt heraus, bei dem der Spot für beide Lichtstrahlen gleichzeitig möglichst klein ist.
    Die Rechenprozedur müsste ich extra beschreiben. Aber ich bekomme folgende Fokuswerte heraus:

    g -0,089mm
    F -0,05mm
    e 0mm
    d 0,033mm
    C 0,051mm

    Ich für meinen Teil kann das Testergebnis also durchaus nachvollziehen. Einzig und allein der Wert C weicht signifikant von den Messungen ab. Sicher müsste man die Ganze Prozedur mit mehr als nur zwei Lichtstrahlen machen.
    Aber was meint ihr generell zu diesem Verfahren?

    CS,

    notoxp

  • Hallo noxtop,

    Quote

    Wie definiere ich den "Fokus" eines Refraktors auf der optischen Achse für eine bestimmte Wellenlänge?



    Tatsächlich haben wir für unterschiedliche Zonen einen anderen Fokus - genau das drücken ja die Kurven aus. Dabei spielt aber sowohl der Flächenanteil eine Rolle, wie der Gaußfehler bzw. die Spherochromasie.

    Bis zur 50% Zone ist die Sache uninteressant, weil bis dorthin eine sehr kleine Öffnung wirksam ist, daraus reslutiert eine große Schärfentiefe, bzw. das Airy-Scheibchen wäre vergleichsweise groß im Durchmesser und der Farblängsfehler wird weistestgehend geschluckt. Aus diesem Grund werden Refraktoren farbreiner, wenn man sie abblendet. Oder anders, den größten Farblängsfehler hat man auf der Achse, wo er überhaupt nicht stört.

    Am interessantesten ist die 70.71% Zone nach der Formel 1/Wurzel(2). Dort ist der größte Flächenanteil und demzufolge
    der Fokus anzusiedeln. Also messe ich prinzipiell in dieser Zone mit dem größten Flächen-Anteil. Nun kommt z.B. von PAL
    der Einwand, ich würde die Wellenoptik zu wenig berücksichtigen: Da wir aber die Formel verwenden, wie sie auch beim
    Airy-Scheibchen verwendet wird, trifft dieses Argument nicht zu. Das zweite Gegenargument steht ebenfalls auf
    schwachen Füßen, wir würden den Gaußfehler zu wenig berücksichtigen: Je hochwertiger ein APO ist, umso geringer ist
    auch der Gaußfehler, sodaß genau dieser Fehler bei APO's eher weniger ins Gewicht fällt.

    Quote

    Das ist aus meiner Sicht nicht ganz richtig. Da ich eher fotografisch denke würde ich die Definition eher wie folgt
    wählen: Der "Fokus" ist der Punkt, an dem der Spot auf der optischen Achse am kleinsten ist (eigentlich müsste ich als
    Fotograf das ganze relevante Bildfeld wählen, aber ich vermute, dass die diskutierten Messungen ausschließlich auf der
    optischen Achse stattfanden).



    Das ist nun wirklich eine Frage, worauf man sich bezieht: Wenn man Wert auf den Strehl/RMS-Wert und die Wellenfront
    legt, dann ist der Wert bei 1/Wurzel(2) der richtige Abstand, also die 70.71 Zone. Und die taucht folgerichtig dann auch
    im Takahashi-Diagramm auf. Wenn man allerdings Wert auf die kleinste Einschnürung legt, dann geht es um den PV-Wert
    und um den kleinsten Spot-Radius.

    Wobei die kleinste Einschnürung etwas vor dem Fokus für die 70.71% Zone liegen dürfte, also eine kürzere Schnittweite
    hat, und damit würde ein Refraktor etwas an Farbreinheit verlieren. Aber auch das gilt wohl eher für die großen Öff-
    nungen in der Gegen von f/5 .




    Ich habe das mal an einem Kugelspiegel 250/2000 (f/8) simuliert, visuell benutzt wird er vermutlich mit der linken Fokus-
    Einstellung, und fotografisch benutzt wird er wohl eher mit der rechten Fokus-Einstellung:

    Links optimiert ZEMAX auf RMS und Wavefront bei einem Fokus von - 1999.511 mm und man bekommt einen Lichtkern,
    bzw. die meiste Energie in einem möglichst kleinen Punkt. Rechts optimiert ZEMAX auf PV und engstes Spotdiagramm und
    hat einen etwas größeren Durchmesser mit einem Fokus von - 1999.266, also etwas kürzer als linkes Beispiel. bei dem die
    Energie-Verteilung nicht mehr so konzentriert ist. Ob diese Überlegung auch bei der Wellenoptik Bestand hat, weiß ich
    nicht. Das sind rein geometrische Simulationen.

    Quote

    Im Falle des TSA kann ich die Spotgröße auf der optischen Achse anhand des Takahashi-Diagramms grob
    ausrechnen.

    Vorsicht! das sind Werte aus dem Design Programm, bei der Messung schaut das anders aus.

    Quote

    Leider haben wir keinen Datenwerte zwischen Höhe 0 und 36. Aber in diesem Bereich ist die erzeugte Spotgröße
    mit hoher Wahrscheinlichkeit sowieso eher kleiner, da die Lichtstrahlen die optischen Achse in kleinerem Winkel schneiden
    und sich die Spotgröße dadruch mich wachsender Fokusdifferenz nur langsam erhöht.



    Im unteren Bereich hat man ein kleines Öffnungsverhältnis, damit eine große Schärfen-Tiefe nach der Airy-Scheibchen-
    Formel, sodaß Du in diesem Bereich ohnehin ein Fokussierungs-Problem hast. Interessant wird die Sache wirklich erst ab
    der 70.71% Zone und dann möglichst mit einem praxis-nahen Vergleich.

    Das Gleiche noch mit einem APO: Auch hier links die visuelle Lösung und rechts die fotografische Lösung. Das Airy-Scheib-
    chen wäre jeweils der Maßstab. Visuell wurde Grün mit 1, Blau und Rot mit 0.5 gewichtet, fotografisch wurden alle 3
    Farben mit 1 gewichtet. Visuell wird also offenbar anders fokussiert als fotografisch. Ob das aber für die grundsätzliche
    Unterscheidung von Refraktor-Systemen über die Spherochromasie von größerer Bedeutung ist, glaube ich eher nicht.

    visuell liegt der Fokus bei 1462.454 + 0.0151 mm, fotografisch liegt der Fokus bei 1462.454 + 0.0074 mm, und über
    7 µ Fokus-Differenz bei einem f/10 System zu diskutieren ist weniger effektiv. Ob sich das bei größerer Öffnung ent-
    scheident ändert, ist eher unwahrscheinlich.

  • Am interessantesten ist die 70.71% Zone nach der Formel 1/Wurzel(2). Dort ist der größte Flächenanteil und demzufolge der Fokus anzusiedeln.

    Verstehe ich noch nicht ganz. Nach meinem Verständnis halbiert die 70,71%-Zone den Flächenateil darüber und darunter (bzw. innerhalb und außerhalb). Aber deswegen hat diese Zone doch keine gewichtigere Bedeutung für die Fokuslage als z.B. die 80%-Zone, oder?


    Quote

    Nun kommt z.B. von PAL der Einwand, ich würde die Wellenoptik zu wenig berücksichtigen:

    Geht es hier ausschließlich um Beugungseffekte? Was für einen Einfluss hat die Beugung auf die Fokuslage? - Sorry für die blöden Fragen. Ich hätte Physik mit Teilbereich Optik studieren sollen. :(


    Quote

    Das zweite Gegenargument steht ebenfalls auf schwachen Füßen, wir würden den Gaußfehler zu wenig berücksichtigen: Je hochwertiger ein APO ist, umso geringer ist auch der Gaußfehler, sodaß genau dieser Fehler bei APO's eher weniger ins Gewicht fällt.

    Um ehrlich zu sein: Eigentlich trifft das genau meine Überlegungen. Aber ich muss nicht recht haben ...

    Quote

    Quote

    Vorsicht! das sind Werte aus dem Design Programm, bei der Messung schaut das anders aus.

    Weiß ich, aber ich bezog mich hier auf einen rechnerischen Spot und will man Spots messen?

  • Hallo noxtop,

    Quote

    Verstehe ich noch nicht ganz. Nach meinem Verständnis halbiert die 70,71%-Zone den Flächenateil darüber und darunter (bzw. innerhalb und außerhalb). Aber deswegen hat diese Zone doch keine gewichtigere Bedeutung für die Fokuslage als z.B. die 80%-Zone, oder?





    Der Flächenanteil im Vergleich zum Radius bzw. der Einfallshöhe ist in dieser Zone am größten, man sieht es auch, wenn
    man sich die Verteilung der Drittel anschaut. Man darf sich das nicht als Linie denken, die die Gesamtfläche halbiert. Man
    beginnt nur mit dieser 70.71% Zone nach außen und nach innen, und bekommt dadurch den größten Teil der Fläche.
    Wobei wichtiger der Bereich außerhalb dieser 70.71% Zone ist.
    Halbiert man den Radius, dann wäre der Halbe Radius 1/4 der Fläche innerhalb und 3/4 der Fläche außerhalb.

    Je farbreiner ein APO, umso geringer zugleich sein Gaußfehler.

    Spots kann man nur auf dem Negativ unter dem Mikroskop oder als Pixel ausmessen.