505 mm f/5 Randkorrektur und Parabolisieren

50 cm f/5 Spiegel Rand korrigieren und Parabolisieren

Beim polieren von Teleskopspiegeln tritt immer wieder ein sogenannter "abgesunkener Randbereich", bzw. richtiger gesagt "zurückgebliebener Randbereich" auf. Das bedeutet, dass der Randbereich einen zu langen Krümmungsradius hat. In den meisten Fällen entsteht dieser dadurch, dass die Mitte zu stark und der Rand zu wenig poliert wird, die Mitte wird so immer weiter vertieft und der Rand bleibt mit einem zu langen Krümmungsradius zurück. Wie man dies vermeidet, siehe unter Tipps und Tricks, polieren, zurückgebliebener Randbereich. Ist der Fehler einmal entstanden, fällt es den Spiegelschleifern schwer, ihn zu korrigieren und sie sind geneigt, zum Feinschliff zurück zu kehren. Daher will ich am Beispiel eines 50 cm Spiegels zeigen, wie man selbst bei einem großen Spiegel auch einen stark zurückgebliebenen Randbereich korrigieren kann. Bei kleineren Spiegeln kann man ja alternativ ein full size Ringtool verwenden.

Klick auf die Bilder für eine höhere Auflösung	Der 505 mm f/5 Spiegel im Foucault Test aus dem Krümmungsmittelpunkt mit Messerschneide von links. Es zeigt eine annähernd sphärische Oberfläche, bei der jedoch die äußeren ca. 25 mm einen deutlich zu langen Krümmungsradius aufweisen. Die Interferometer Messung ergibt einen Abfall bis zur Kante von über 1 my (~ 2 Lambda): Das ist so viel, dass es extrem lange dauern würde, die gesamte Fläche auf dieses Niveau runter zu polieren. Viel effektiver ist es, gezielt den Bereich direkt innerhalb der Kante zu bearbeiten und so einen neuen mittleren Krümmungsradius zu erhalten, der zwischen dem der Mitte und dem des Randes liegt.
	Gezieltes Daumenpolieren des Randbereiches möglichst nahe innerhalb der Kante. Nicht über die Kante selbst fahren, da diese sonst rundgehobelt wird und man eine abgesunkene Kante bekommt. Immer mit der Blumenspritze nass spritzen, damit das Poliermittel nicht auf dem Glas eintrocknet. Noch näher zur Kante kommt man mit dem Zeigefinger (siehe Video 2MB).
	Diese Prozedur mindestens so lange anwenden, bis der Rand direkt innerhalb der Kante keinen längeren Krümmungsradius mehr hat als die neu entstandene Zone innerhalb. Das ist in diesem Foucaultbild daran zu erkennen, dass der extreme Rand auf der rechten Seite des Bildes nicht heller leuchtet als die Zone weiter innen. Im Zweifel, eher zu viel als zu wenig machen, sonsz zweifelt man an den Erfolg. Es entsteht ein tiefer Canyon, der jedoch nicht so schlimm ist, wie er aussieht.
	Anschließend mit einem kleinen Poliertool, das jedoch größer als der Daumen ist, mit kreisenden Bewegungen den obigen Canyon glätten. Dabei wieder ganz nahe an der Kante entlang, jedoch möglichst ohne über die Kante selbst zu fahren (siehe Video 2MB).
	Es entsteht eine neue breitere Zone, die jedoch viel flacher ist. In diesem Fall hat der extreme Rand sogar einen kürzeren Krümmungsradius bekommen als die restliche Fläche (zu sehen an der schmalen Sichel direkt innerhalb der Kante) . Diese "Überkompensation" ist gar nicht schlimm, sie hilft im weiteren Verlauf sogar, den Rand nicht schon wieder zu lang werden zu lassen. In diesem Zustand lässt sich die Oberfläche sehr gut mit dem großen 40 cm Poliertool Tool on Top (TOT) glätten. Wichtig ist dabei, dass die Pechhaut gut passt (Kanäle in der Mitte nicht schmaler als am Rand) und dass man den "neutralen Strich" findet, der Mitte und Rand gleichstark poliert, damit der Rand nicht erneut zurückbleibt. (Siehe hierzu Video polieren 60 cm Meniskus mit 40 cm Tool (18MB).
	Nach der Glättung mit dem großen Tool sind alle Zonen verschwunden. In diesem Fall zeigt das Foucaultbild bereits einen leichten Parabelschatten, der Verlauf bis zum Rand ist gleichmäßig, die Kante scharf. Die Kante leuchtet kaum heller und ist dimensionslos schmal, so wie die Leuchtkante durch reine Beugung am Lineal. Dies ist ein harter Test für eine wirklich scharfe Kante! Mehr zum Foucault Linealtest siehe Bildbeschreibung von Alois im Astrotreff. Dies ist eine perfekte Ausgangssituation zum weiteren paraboliseren.
	Zum parabolisieren mit Polierwerkzeug oben (Tool on Top) verwende ich sog. "Subdiamteter Stern Tools" mit ca. 35-50% der Spiegelgröße mit schmalen Kanälen in der Mitte, die zum Rand immer breiter werden. So wirkt die Pechhaut in der Mitte am stärksten und zum Rand hin kontinuierlich schwächer. Striche mit viel Mitte über Mitte höhlen sehr effektiv die Mitte aus, Striche weiter an der Mitte vorbei (im breiteren V oder W) bringen mehr Korrektur in den Außenbereich. So kann man vor allem auch bei großen schnellen Spiegeln die Korrektur sehr gut steuern, ohne nennenswerte Zonen zu hinterlassen und kann die Anwendung von Minitools, die tendenziell leicht rauere Oberflächen erzeugen, auf die letzten Feinkorrekturen beschränken.
	Finales Ergebnis aus ca. 40 Interferogrammen in 4 Spiegelorientierungen, jeweils zurückgedreht und gemittelt in DFT- Fringe. Dadurch werden die Durchbiegungseffekte im Teststand sowie der Astigmatismus des Bath- Interferometers herausgerechnet, sowie die Luftturbulenzen im Messraum ausgemittelt und man erhält mit hoher Genauigkeit die wahre Form des Spiegels. Der Foucaulttest zeigt einen gleichmäßigen Parabelverlauf bis zum äußersten Rand (siehe Foucault 70% Zone und Foucault Serie).

Bei großen sehr schnellen Spiegeln kann auch der umgekehrte Fall eintreten: Ein zu hoher Rand. Anders ausgedrückt: Die steile Parabel ist nicht bis zum Rand entwicket, der Rand bleibt deutlich unterkorrigiert. Wie man dies beheben kann, siehe Hohen Rand korrigieren im Astrotreff.

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