Apochromate der neuen Generation

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Die Daten zum Interstellarum-Bericht Juni/Juli 2007 Zweiter Bericht

Grundlagen und Begriffe zum Thema: Apochromaten: Begriffe, Definition, Quellen

Begriff1, Begriff2 , Thomas Back: Apochromasie; saved Link:Roger Ceragiolo/Chapter 4b
Historische Entwicklung und Merkmale eines Apochromaten
Der RC-Wert bei Lichtenknecker; Rest-Chromasie Algorhythmus zur Berechnung
Farblängsfehler messen mit dem Bath-Interferometer
Index-Vergleichstabelle; P1, P2, P3
Sekundäres Spektrum an Beispielen: Übersicht, Beispiel-Tafeln
Berechnung der Schärfen-Tiefe
Digitale Meßuhren und Sekundäres Spektrum

Dieser Bericht erfolgt in Schritten, liefert aber die Daten nach, wie sie dem Autor des Berichtes "Apochromate
der neuen Generation - Drei Modelle im Vergleich" von mir zur Verfügung gestellt worden sind. Solange mußte
ich vereinbarungsgemäß damit warten. [Quelle: Interstellarum, Heft Nr. 52, Juni/Juli 2007, Seite 50-54]

Bei der Gesamtwürdigung dieser drei wirklich hochwertigen APO-Systeme darf man sich nicht auf einzelne
herausragende Werte kaprizieren, weil man sonst dem jeweilig anderen Vergleichs-System nicht gerecht wird
und u.U. ein Bild entsteht, das mancher Verkaufs-Strategie sehr entgegen kommt. Ich möchte jedenfalls nicht,
daß bestimmte von mir erarbeiteten Merkmale einseitig gegen den jeweiligen Konkurrenten benutzt wird.

Während der Takashi-Apochromat vom deutschen Astro-Händler zur Verfügung gestellt worden war, wurden
die beiden anderen nach meiner Information direkt vom Hersteller zugeschickt, man kann also von einer
gewissen Voraus-Wahl ausgehen. An der Beschriftung am Objektiv-Ring lassen sich die Kandidaten jeweils
unterscheiden.



Ein allgemeinen Überblick dieser drei Systeme läßt sich bereits an den Interferogrammen und an den Schnittweiten der
jeweiligen Spektral-Farben erkennen: Also die F-Linie mit 486.1 nm wave (blau), die e-Linie als Hauptfarbe mit 546.1 nm
wave (grün) die d-Linie mit 587.6 nm wave (gelb) und eher untergeordnet, und schließlich die C-Linie mit656.3 nm wave
(rot). Dargestellt werden diese Farben durch sehr enge Interferenzfilter von Melles Griot, die Details kann man hier nach-
lesen: http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=7713


Der Takahashi-APO

Sein Optimum hat dieser Super-APO bei der e-Linie und streng nach Lehrbuch ist er im kürzeren Spektrum F-Linie leicht
überkorrigiert, im längeren Spektrum C-Linie leicht unterkorrigiert. Auch über die Strehlauswertung als hochwertige
Optik erkennbar mit einer gleichmäßigen Verteilung des Gaußfehlers (farbabhängiger Öffnungsfehler) Auch im Foucault-
Test macht dieses System einen perfekten Eindruck ohne die oft zu beobachtenden Zonen. Die mit der Schärfen-Tiefe
von 0.0699 mm verglichene SchnittweitenDifferenz ergibt einen Index-Wert von 0.3863 und ist für einen beliebig aus
dem Regal genommenen APO ein sehr überzeugender Wert.

Der TMB-APO

Beim TMB-Apo fällt auf, daß er sein Optimum bei der d-Linie (gelb) hat. Entsprechend stärker ist das System im blauen
Spektrum überkorrigiert, und im roten Spektrum entsprechend schwächer unterkorrigiert. Das erklärt sich hauptsächlich
dadurch, daß über dem ganzen System eine leichte Überkorrektur den Gaußfehler nach gelb verschiebt, dort der APO
also perfekt ist, der Strehl bei blau entsprechend geringer ist und nur auf 0.896 kommt. Herausragendes Merkmal dieses
APO's ist jedoch seine Farbreinheit von 0.1121 der Schärfentiefe, die ich bisher bei keinem der von mir vermessenen
TMB-Apos so vorgefunden habe - im wahrsten Sinne ein positiver Ausreißer, und bestimmt nicht repräsentativ.
TMB #117 - 100/800
TMB-APO-102/800 Störung der Homogenität
TMB #270 - 115/805

Der Williams-APO TMB Design

Dieses System leidet etwas unter einem vorhandenen Astigmatismus, der die Strehlwerte sinken läßt, was ebenfalls nicht
unbedingt repräsentativ für diesen Typ ist. Das Optimum hier liegt auffälligerweise im roten Spektrum, während bei der F-
Linie die Überkorrektur und der Astigmatismus dafür sorgen, daß dieser Apo gerade einmal um die Beugungs-Grenze
pendelt. Schade eigentlich. Der Index-Wert für den Farblängsfehler liegt bei 0.5232 und ist für einen APO ein guter Wert.

Alle drei Apochromate haben ihr Optimum in einem anderen Spektral-Bereich, beim TMB kommt noch eine
leichter Überkorrektur, die beim Williams-APO zusätzlich noch durch einen lästigen Astigmatismus komplettiert
wird.



Je "bunter" beim Foucault-Test die Aufnahmen werden, umso größer ist auch der Farblängsfehler, der immer auch eine
Mischung zum Gaußfehler darstellt und so gerechnet ist, daß man in der 0.707 Zone mit dem größten Flächen-Anteil man
das Optimum erhält. Ein mir gut bekannter Optik-Designer könnte dazu noch dicke Bücher schreiben. Zweifellos wäre beim
Foucault-Test der Eindruck beim TMB am farbreinsten, allerdings kommt dieses System selten ohne Zonen daher. Es sind
also immer weiche Störungen beim Foucault-Test, wie man weiter oben bei meinen TMB-Links nachvollziehen kann. Das
Williams-System erzeugt den farbigsten Eindruck. Beim Tak und TMB APO ist die Lage der Spektralfarben identisch:
Blau - grün - rot - gelb. Anders das Williams: gelb/grün - blau, und sehr weit hinten erst rot. Und damit sinkt die Index-
Zahl etwas.



Zur Gegenkontrolle die Ronchi-Aufnahmen mit 13 lp/mm Gitter im Doppelpaß intrafokal gemessen. Auch hier wieder
deutlich das jeweilige Optimum und mit einem weißen Kasten markiert.



Dazu die 3-D-Wellenfront-Deformation mit AtmosFringe erstellt über die oben gezeigten Referenz-Interferogramme. Beim
TMB die Überkorrektur gut erkennbar, die über dem ganzen System liegt, beim Williams APO zusätzlich der Astigmatismus
dargestellt.



Die Messung des Farblängsfehlers

Beim Farblängsfehler geht es auch um den Vergleich der gemessenen Daten mit dem jeweilígen Datenblatt des
Herstellers. Beim Takahashi Super-Apo war dieser Vergleich möglich, bei den beiden anderen leider nicht. Trotz-
dem war der Vergleich mit den Takahashi Hersteller-Daten auch für mich sehr interessant.







Logischerweise untersuchte ich die Abweichung meiner Meßergebnisse vor dem Hintergrund des Takahashi-Daten-
blattes und kam zu folgender Übereinstimmung bzw. Unterscheidung: Für die 0.707 Zone ergibt das Datenblatt
einen Index-Wert von 0.0637, in meinem Fall ein Index-Wert von 0.3863. Wie kommt dieser starke Unterschied
zustande? Die größte Abweichung zum Takahashi-Datenblatt wäre im blauen Spektrum, also bei der F-Linie mit
0,041 µ Differenz, während so wohl die Reihenfolge der FArben stimmt, wie auch die Schnittweiten-Differenz
bei den übrigen Farben gut übereinstimmt. Die starke Abweichung von blau wäre also der einzige Grund, warum
der Index-Wert zum TMB-INdex-Wert um den Faktor 4 größer ist. Daraus also für den TMB-APO Kapital schlagen
zu wollen, halte ich schlicht für falsch. Das ist also der Grund, warum ich mich so vehement dagegen wehrte,
dieses Merkmal zum herausragenden Kriterium für den TMB-APO machen zu sollen, um einer verkürzten
Sichtweise keinen Vorschub zu leisten.



Zweiter Teil: Die Systeme mit Feldkorrektur


Für diesen Aspekt reichte leider die Zeit nicht, um ihn gründlich genug zu untersuchen. Sowohl der Takahashi
Apo, wie der Williams TMB Apo hatten ein aufwendiges Feldkorrektor-System, bei dem auch der otpimale Ab-
stand vom Objektiv eine entscheidente Rolle spielte. Für den TMB-Apo wurde ein nicht ganz passender Feld-
korrektor mitgeliefert.

Der Takahashi APO hat auch im Feld bei 10 mm Achsabstand eine gute Korrektur
Feldaufnahmen mit allen drei Systemen würden mich schon sehr interessieren.



Nicht ganz so überzeugend das TMB-Apo mit einem Feldkorrektor, der nicht dazu paßt.



Ähnlich gut wie der Tak schneidet das Williams TMB-System ab, wäre da nicht der Restastigmatismus.




Ein weiterer Aspekt wird hinsichtlich der Farbsituation über den Foucault-Test sichtbar:

Beim Takahashis APO verbessert der Korrektor zusätzlich die Farbsituation.
Genau umgekehrt wirkt sich beim TMB der Feldkorrektor aus.
Beim Williams TMB APO vergrößert sich ebenfalls der Farblängsfehler

Was ist ein Apochromat?

Bisher verwenden Hersteller optischer Geräte die Bezeichnung apochromatisch gerne als Werbeaussage, ohne dass sich
dahinter eine allgemein akzeptierte feste Definition verbirgt. Doch es gibt Kriterien, mit denen man einen Achromaten von
einem Halb-Apochromaten oder Voll-Apo unterscheiden kann. Bereits bei Dieter Lichtenknecker findet man einen Rest
Chromasie-Wert und Uwe Laux bezieht sich auf eine von Zeiss stammende Quelle, die einen Wert aus Fokus, Öffnung,
Abbezahl und Teildispersion berechnet. Nun hat man aber nicht immer die Glaskombination der Objektive, damit man beide
Werte nachschlagen könnte. In der Regel kann man aber auf 0,01 mm genau die Fokusdifferenzen mit engen Inter-
ferenzfiltern für die jeweiligen Wellenlängen ermitteln und daraus einen Differenzwert für die einzelnen Farben errechnen,
wobei der Bezugspunkt die e-Linie (grün) bei 546,074 nm liegen soll, weil sie nahe der nächtlichen Maximalempfindlichkeit
des menschlichen Auges liegt.

Die Fokusdifferenzen werden in Bezug zur Schärfentiefe gesetzt, also dem Bereich um den Brennpunkt, in dem das Stern-
bild theoretisch kleiner als der Durchmesser des zentralen Beugungsscheibchens ist. Da dieser Wert von der Wellenlänge
und dem Durchmesser abhängig ist, die Größe des Bereiches jedoch auch von der Brennweite abhängt, ergibt sich:

Schärfentiefe = 2 × Wellenlänge × (Brennweite/Durchmesser)^2
siehe auch: http://www.astro-foren.de/showthread.php?t=7054

(Anmerk. Statt dem theoretischen Faktor 2.44 nimmt man den praxisnäheren Faktor 2.)
Über die Schärfentiefe als Maßeinheit wird der tatsächlich gemessene Farblängfehler zur Hauptfarbe Grün ins Verhältnis
gesetzt, wobei aus den Abständen von Rot und Blau das arithmetische Mittel genommen wird. Die dadurch entstehende
Indexzahl ergibt eine verläßliche Zuordnung der einzelnen Refraktor-Systeme in:

Vollapochromate liegen in allen vier Wellenlängen bei Chromasiegrade {0 < Index < =1}
Halbapochromate liegen in allen vier Wellenlängen bei Chromasiegrade {1 < Index < =2}
Achromate liegen in allen vier Wellenlängen bei Chromasiegrad {2 < Index < 15}

Die Chromasiegrade der getesteten Objektive betragen:

TMB Superapo 115/805 ................ 0,11 (= positiver Ausreißer)
Takahashi TSA 102 ........................0,38
William Optics FLT 110 ..................0,52

Es handelt sich also durchwegs um lupenreine bis ausgezeichnete Vollapochromate. die Unterschiede der Farbdifferenz
unter 0.5 der Schärfentiefe sind in der Beobachtungspraxis nicht von Bedeutung.

Siehe auch hier:
Apochromaten Begriff1, Begriff2 , Thomas Back: Apochromasie;
Index-Vergleichstabelle; P1, P2, P3

3. Teil - meßtechnische "Ausflüge"

Bei einem solchen Projekt arbeitet man so nebenbei noch einige Absonderlichkeiten ab, mit denen man über Diskussions-
Foren konfrontiert wird: Man hat also schon erhebliche Probleme mit einer Laserdiode, mit Weißlicht wäre man vermut-
lich aufgeschmissen, und das ist in diesem Fall geradezu essentiell zur Beurteilung von Refraktoren.



Außer Konkurrenz lief noch dieser Apochromat mit:

[CCN]

genial....

[suessenberger]

Hallo Cord,

danke für den link zu CN!

Freundliche Grüße: Uwe

[rigel]

Hallo Wolfgang,
mal wieder ein super Beitrag von Dir.
Irgendwie konnte ich da an einer Stelle herauslesen das Jemand von TMB gerne gehabt hätte, dass Du jenes Gerät an bestimmter Position blümerant schreiben (testen) solltest. Wenn ich mich so vorsichtig ausdrücken darf.
Gruß
Chris

[notoxp]

Wow! Ich glaube ich muss mir die ganzen Artikel in Ruhe nochmal durchlesen...

Zitat von Rohr

http://rohr.aiax.de/interstellarum4.jpg

Irgendwie stimmt der Text im Interstellarum nicht mit dem Kasten "Optische Labortests" überein.
Blöde Frage: Hat der TSA eine Fokusdifferenz von insgesamt 36my (wie im Text geschrieben) oder von 63my (wie im Kasten?)