Medial Triplet: Ein Astrograph mit herausragenden Eigenschaften
Das nebenstehende System ist ein Medial Triplet Astrograph aus der Patentschrift DE 19847702 A1 von Busack (1998) mit 1000mm Brennweite und einem Öffnungsverhältnis von f/2.3. Das abgebildete System wurde mit der Option 'Medial Triplet Synthese' von PointSpread erzeugt. Dabei wurden die Korrektur-Zielwerte 3. Ordnung so variiert, dass die Abbildung auf einer planen Bildfläche wellenoptisch subjektiv ausgewogen war. Weitergehende Optimierungen wurden nicht durchgeführt. Alle Bildfehler 3. Ordnung bis auf die Verzeichnung sind korrigierbar. Die Fehler höherer Ordnung sind so klein, dass bis zu einem Öffnungsverhältnis von f/2 über ein Bildfeld von 5° Schmidtqualität erreicht wird. Die plane Bildfläche ist frei zugänglich, die Baulänge ist nicht größer als die Brennweite. Alle optischen Flächen sind Kugelflächen, alle Linsen bestehen aus dem gleichen Glas (hier BK7). Die Anordnung der Feldlinse wurde so gewählt, dass eine Verkittung mit der Frontlinse möglich ist. Dadurch wird die Justierung des Systems sehr vereinfacht.
Zum Vergleich ist unter dem Spotdiagramm des Medial-Systems
ein Spotdiagramm für einen Schmidtspiegel mit gleicher Öffnung, Brennweite und
Bildfeld für den gleichen Spektralbereich abgebildet.
Links
ist die reale Abbildung eines punktförmigen Objektes durch das Medial Triplet
bei einem Bildwinkel von 2.5°, also am Rand eines 5°-Bildfeldes, für grünes
Licht (546nm) auf einer planen Bildfläche zu sehen. Mit einem Strehlwert
(Definitionshelligkeit) von 0.746 am Bildfeldrand ist die Abbildung zwar
nicht ganz beugungsbegrenzt, aber für photografische Zwecke vollständig
ausreichend. Die axiale Definitionshelligkeit ist mit 0.997 bei ausschließlicher
Verwendung von Kugelflächen für die Lichtstärke von f/2.3 bei dieser Brennweite
herausragend gut. Zum Vergleich rechts die Abbildung durch ein fehlerfreies
System. Die durch Lichtbeugung verursachte 'Verschmierung' eines Punktbildes
wird neudeutsch als pointspread function bezeichnet. In der Mitte ist die
Kontrastübertragungsfunktion zu sehen.
Wenn
die Lichtbeugung nicht berücksichtigt wird, spricht man von Strahlenoptik oder
geometrischer Optik. Links sind die Durchstoßpunkte vieler von einem Punkt
ausgehenden Strahlen durch die plane Bildfläche des Medial Triplet dargestellt
(Spot-Diagramm). Die Punkte sind für 3 verschiedene Wellenlängen übereinander
liegend für die Bildwinkel 0° (oben) und 2.5° (unten) dargestellt. Man sieht,
dass das grüne Muster der Spots für 546nm für den Bildfeldrand im Vergleich zur
praktisch punktförmigen axialen Abbildung vor allem länglich 'verschmiert' ist,
was sich oben als Deformation in der entsprechenden point spread function zeigt.
Mit der Deformation ist eine Absenkung der zentralen Bildhelligkeit
(Definitionshelligkeit) in der point spread function gekoppelt. Mit etwas
Phantasie kann man auch schon bei dieser kleinen Verformung eine enge
Korrespondenz zwischen Strahloptik und Wellenoptik erahnen.
Hier der
Vergleich für das Spotdiagramm eines klassischen Schmidtspiegels mit dem des
obigen Medial Triplet. Für die Schmidtplatte wurde in PointSpread die neutrale
Zone für kleinste Farbzerstreuung (0.866)verwendet und eine Kurve 6. Ordnung so
gewählt, dass die Definitionshelligkeit (Strehl) des Achsbildes für die
Hauptwellenlänge (546nm) bei 0.99 liegt. Die Farbkorrektion des Schmidtspiegels
ist etwas schlechter als die des Medial Triplet, dafür ist die Qualität am
Feldrand für die Hauptfarbe etwas besser. Allerdings ist die Bildfläche beim
Schmidtspiegel ohne Ebnungslinse (welche weitere Bildfehler verursacht) stark
gekrümmt und schwer zugänglich im Inneren des Systems. Die Baulänge ist gleich
der doppelten Brennweite und damit doppelt so groß wie bei Medial Triplet. Die
asphärische Korrektionsplatte des Schmidt-Systems ist nicht leicht in guter
Qualität herstellbar.