Wissenswertes über reflektierende Spiegelbeschichtungen

Nicht alles was auf dem Papier auf den ersten Blick gut aussieht ist es auch. Das sollte man in der Astronomie nicht verpassen:


ein Matsumoto's EMS Element für den Doppelteleskopbau

Für die EMS Elemente werden ganz bewusst keine Aluminum oder dielektrisch beschichteten Umlenkspiegel verwendet, weil diese schlicht nicht die beste Wahl sind, bzw. einige schwerwiegende Nachteile haben. Stattdessen wird eine neue Verspiegelungstechnik mit Silber verwendet die sehr widerstandsfähig gegen Alterung und chemische Einflüsse ist.
Das bekannte Problem des schnellen Reflektivitätsverlustes ist durch eine neue Schutzschicht analog wie bei Aluminiumbeschichtungen recht dauerhaft gelöst, so dass diese neue Beschichtung genau so gut, bzw. besser abschneidet wie eine sogenannte Enhanced Aluminum Beschichtung. Mit 98.5% Reflektion erreicht die Silberbeschichtung sogar noch leicht bessere Werte und zudem ist diese über den gesamten relevanten visuellen Spektralbereich ziemlich gleich mit nur einem leichten Abfall im tiefblauen Licht.

Man erkennt gut die Überlegenheit der Silberbeschichtung. Der recht gleichbleibende Reflektionsgrad ergibt ein sehr farbneutrales Licht und allein schon deshalb besseren Kontrast als eine Alubeschichtung.

Aber warum nicht die hochreflektierenden dielektrisch beschichteten Spiegel verwenden? Weil diese gar nicht so gut sind wie man meint! Ein Versuchsaufbau zeigt mit zwei gegeneinander stehenden Spiegeln die sich x-fach wiederholende Spiegelung eines Schriftstückes in der Mitte (rot markiert). Durch die sich mehrfache Spiegelung zeigt sich der Verlust immer deutlicher. Die beiden Spiegel sind jeweils hellblau und gelb umrandet und zeigen eine sich immer wiederholende kreisförmige Spiegelung.


dielektrisch beschichteter Spiegel

"Enhanced Aluminum" beschichteter Spiegel

Silber beschichteter Spiegel
Bilder: Tatsuro Matsumoto

Was sich zeigt ist, dass der dielektrische Spiegel zwar hell bleibende Spiegelbilder zeigt, aber auch das der Kontrast deutlich schlechter wird als bei den anderen Beispielen. Bei den "normal" beschichteten Spiegeln bleibt der Kontrast sichtbar besser, besonders gut sichtbar beim Silber beschichteten Spiegelset. Das merkt man schon bei nur einer Spiegelung, siehe auch diese sehr interessante Diskussion in CloudyNights.

Es kommt aber bei dielektrisch beschichteten Spiegeln noch ein weiteres Problem hinzu: Diese zeigen zwar sehr gute Reflektionswerte bei direkter Spiegelung, dh. nahe 0° Reflektionswinkel. Je schräger allerdings ein Lichtstrahl auf eine solche Spiegelschicht auftrifft, je schlechter werden die Resultate. Man merkt dies von Auge schon ab etwa 35° oder einem Öffnungsverhältnis von f:6 oder kürzer. Der Grund ist letztlich der gleiche wie wenn man schräg durch einen Interferenzfilter schaut - Durch den relativ grösseren Laufweg des Lichtes durch die verschiedenen Schichten verändert sich das Reflektionsverhalten und das Licht wird zunehmend polarisiert. Auswirken tut sich dies im Kontrast und sinkenden Reflektionswerten.

Da bei den EMS Elementen die Spieglung bei 60° stattfindet, sind also dielektrische Spiegel nicht verwendbar. Die neue Silberbeschichtungstechnik zeigt sich hier viel Leistungsstärker.

ein weiteres Problem von dielektrisch beschichteten Spiegeln ist der Umstand, das durch die spezielle Spiegelbeschaffenheit offenbar auch etwa 2-5% Licht von hinten durchgelassen wird. Man sieht deutlich die durchscheinende Fluoreszenzröhre durch den etwa 30° schräg gehaltenen Spiegel. Durch rückseitige Reflexionen und Aufhellungen scheint sich offenbar der Kontrast zusätzlich zu verschlechtern. Nicht gerade das beste für sensible Beobachtungen wie zB. Planetenoberflächen.

Deshalb setzt Tatsuro Matsumoto richtigerweise konsequent auf die neue Silberbeschichtung, weil diese für diese Anwendung die besten Resultate ergibt. Daraus ergibt sich auch der hohe Kontrast den diese Doppelteleskope erreichen.

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Letzte Änderung: 28. Januar 2016, Webmaster