WikiDer > Nullpunktkorrektor
(Nicht maßstabsgetreu; der Nullkorrektor ist viel kleiner als hier gezeigt.)
EIN Nullkorrektor ist ein optisches Instrument zum Testen großer asphärische Spiegel.
Kugelförmige Oberflächen
Ein Spiegel beliebiger Größe lässt sich relativ einfach mit optischen Standardkomponenten wie z Laser, Spiegel, Strahlungsteiler und zusammenlaufend Linsen. Eine der Methoden hierfür ist die sogenannte Hüttenwürfel, die nebenstehend dargestellt ist, jedoch sind mehrere andere Anordnungen möglich. so ein Interferometertest erzeugt eine Art Konturkarte der Abweichungen von einer idealen Kugeloberfläche, wobei die Höhenlinien Unterschiede von einer halben Wellenlänge darstellen (ähnlich Newton-Ringe). Dies nennt man a Nulltest, denn das Ergebnis ist "Null" (keine Höhenlinien), wenn der Spiegel perfekt ist. Wenn das Ergebnis nicht Null ist (und somit Konturlinien vorhanden sind), ist der Spiegel nicht perfekt. Das Konturmuster zeigt, wo der Spiegel weiter poliert werden muss.
Alle Oberflächen im Tester sind entweder flach oder kugelförmig, wodurch der Tester ziemlich einfach herzustellen und zu testen ist. Damit kann ein sphärischer Spiegel beliebiger Größe geprüft werden. Da die Wellenfront sphärisch ist, kann der Spiegel klein und nah oder viele Meter groß und weiter entfernt sein. Der Test erfordert nur, dass sich das Loch im Krümmungsmittelpunkt der sphärischen Oberfläche des Spiegels befindet.
Asphärische Oberflächen
Die Spiegel moderner Teleskope sind jedoch nicht sphärisch. Sie sind Revolutionskörper von Parabeln, Hyperbel oder Ellipsen, weil diese komplexeren Figuren de Bildfehler begrenzen und ein größeres Sichtfeld bieten. Ein Beispiel sind die hyperboloid Haupt- und Fangspiegel von Ritchy-Chrétien-Teleskop, wie für die Sehr großes Teleskop. Solche asphärischen Spiegel liefern mit dem oben beschriebenen Verfahren kein Nullergebnis. Im Gegensatz dazu werden Null-Ergebnisse stark bevorzugt, da sie weniger anfällig für Belichtungs- und Ausrichtungsfehler sind als Nicht-Null-Ergebnisse.
Eine Lösung dafür ist die Nullkorrektor, wie im zweiten Bild gezeigt. Dieser besteht aus einer oder mehreren Linsen und/oder Spiegeln, die in den Strahlengang gebracht werden, damit der zu prüfende Spiegel ein sphärisches Aussehen hat. Somit zeigt die Konturkarte bei diesem Nullkorrektor die Abweichungen von der gewünschten Oberfläche und nicht von der Kugelform an. Das Messen und Weiterpolieren erfolgt nun wie bei einem Kugelspiegel. Dieses Verfahren wird für fast alle großen Spiegel moderner Teleskope verwendet.[1]
Der Nullkorrektor kompensiert den asphärischen Anteil der Spiegelform, so dass die Kombination vom Punkt A im zweiten Bild aus exakt sphärisch aussieht, wenn der zu prüfende Spiegel die richtige Form hat.
Da der Spiegel auf das geschliffen ist, was der Nullkorrektor für die richtige Form hält, ist es von äußerster Wichtigkeit, dass der Nullkorrektor selbst korrekt ist. Ein Fehler bei der Herstellung des Nullkorrektors führte dazu, dass der Spiegel Hubble-Weltraumteleskop wurde in die falsche Form geschnitten.[2] Weniger bekannt ist, dass solche Fehler häufiger aufgetreten sind, wie in der Teleskop der neuen Technologie.[3]
Anfangs war es nicht einfach, einen Nullkorrektor zu testen. Die Spiegelhersteller mussten daher besonders darauf achten, dass die Linsen korrekt und im richtigen Abstand zueinander platziert wurden. Mit dem Aufkommen computergenerierter Hologramme, wurde es möglich, Hologramme zu konstruieren, die dem Phasengang eines beliebigen Spiegels entsprechen. Ein solches Hologramm kann so hergestellt werden, dass es die Phasenantwort des gewünschten Spiegels analytisch nachahmt. Dieses Hologramm kann dann wie ein echter Spiegel mit dem Nullkorrektor getestet werden. Wenn die Kombination genau wie ein sphärischer Spiegel aussieht, dann sind sowohl das Hologramm als auch der Nullkorrektor korrekt. (Theoretisch könnten die beiden die Fehler des anderen immer noch genau kompensieren, aber das ist sehr unwahrscheinlich, da sie unabhängig voneinander auf völlig unterschiedliche Weise hergestellt werden.)
Verweise
- ↑Burge, J. H.: Fortgeschrittene Techniken zur Messung von Hauptspiegeln für astronomische Teleskope; Dissertation Universität von Arizona, 1993.
- ↑Lew Allen: Der Fehlerbericht für optische Systeme des Hubble-Weltraumteleskops; Technischer Bericht der NASA NASA-TM-103443 (1990)].
- ↑William J Broad: Panel findet Fehler nach Hersteller des Weltraumteleskops; New York Times, 10. August 1990.