Foucault Test Analysis - Deutsche Version

Einführung

Willkommen zu Foucault Test Analysis !

Foucault Test Analysis ist ein Freewareprogramm zur Auswertung der im Foucault-Test gewonnenen Messwerte. Neben dem traditionellen Foucaulttest wird in der neuen Version (2.0B) der Laterale Draht-Test sowie der Caustik-Test unterstützt.

Foucault Test Analysis ermittelt anhand der eingegebenen Messwerte den Waveerror P/V, sowie den RMS- und Strehl-Wert. Das Wellenfront-Fehler-Diagramm zeigt an, welche Spiegelzonen noch korrigiert werden müssen. Zur Einschätzung des eigenen Messfehlers bietet das Programm die Monte-Carlo-Analyse an.

Zusätzlich ist das Programm in der Lage, aus den eingegebene Messwerten die Schattenbilder zu simulieren. Zur Erzeugung der Schattenbilder können Sie dabei wahlweise die klassische Messerschneide, das Ronchi-Gitter oder einen dünnen Draht (Wire-Test) verwenden. Zusätzlich können die verwendeten Masken (Couder-Maske, Nagelleiste, Loschmaske für den Caustik-Test) simuliert werden. Damit ist es möglich, die eigenen Messreihen zu reproduzieren.
Die Spiegeldaten können jederzeit gespeichert/geladen werden. Ausserdem haben Sie die Möglichkeit, ein Logbuch zu führen, um den Fortgang der Korrekturarbeiten kontinuierlich zu verfolgen.

Nach über einem Jahr liegt das Programm nun in der Version 2.0B zu. Die Hauptarbeit lag in der Implementierung des Lateralen Draht- sowie des Caustik-Tests. Weitere, nicht ganz offensichtliche Änderungen:

Im Fenster "Mirror Setup" kann eingestellt werden, ob sie die Messwerte verkleinern bzw- vergrößern, wenn der Foucault-Tester nach vorne bzw. zur Seite bewegt wird. Mit dieser Angabe entfällt die manuelle Umrechnung der Messwerte, wenn die Messuhr z.B. auf der dem Spiegel zugewandten Seite angebracht ist.
Wurden für eine Auswertung mehrere Messreihen eingegeben, so können die Ergenisse jetzt für jede einzelne Messreihe angezeigt werden.
Die Logbuch-Einträge können über eine Checkbox im Hauptfenster angezeigt und editiert werden.
Bei der Simulation der Schattenbilder werden die neuen Auswertungsmethoden (Laterale Draht-Test, Caustik-Test) mit berücksichtigt. Die einzelnen Messpunkte können über die Schaltfläche "Find Measure Point" direkt angefahren werden.
Im Settings-Fenster wird als zusätzliche Interpolations-Methode "Linear Splines" angeboten. Damit erhält man für Parabol-Spiegel (Konische Konstante = -1) annähernd die gleichen Resultate wie in FigureXP.

Für Fragen, Wünsche, Anregungen, Lob/Kritik: andreas.reifke@web.de

Viel Spaß mit dem Programm !

Andreas Reifke

Versionshistorie

*12.02.2006*	Version 2.0B bereitgestellt. Wesentliche Änderungen zur Vorgängerversion: Neue Auswertungsmethoden: Lateraler Draht-Test und Caustik-Test Im Fenster "Mirror Setup" läßt sich einstellen, ob sich ob sie die Messwerte verkleinern bzw- vergrößern, wenn der Foucault-Tester nach vorne bzw. zur Seite bewegt wird. Mit dieser Angabe entfällt die manuelle Umrechnung der Messwerte, wenn die Messuhr z.B. auf der dem Spiegel zugewandten Seite angebracht ist. Setzt sich eine Auswertung aus mehreren Messreihen zusammen, so können die Ergebnisse jetzt für jede Messreihe einzeln angezeigt werden. Unterstützung der neuen Auswertungsarten in der Foucault-Test-Simulation. Die einzelnen Messpunkte können über eine Schaltfläche direkt angefahren werden. Der Logbucheintrag kann direkt im Hauptfenster angezeigt und bearbeitet werden. Die einzelnen Einträge sind so leichter lesbar. Als neue Interpolationsmethode neben Cubic Splines werden jetzt Linear Splines angeboten, womit für Parabolspiegel (Konische Konstante = -1) fast die gleiche Resultate erzielt werden wie in FigureXP. Monte-Carlo-Analyse: Layout verbessert und Einstiegsdialog entfrachtet.
*06.04.2005*	Kleineres Bugfix für Version 2.0A: Im Fenster "Screenshot: Mirror Evaluation" wurden falsche Idealwerte angezeigt, wenn vorher im Fenster "Mirror Evaluation" die Schaltfläche "Best Conic Constant" gedrückt wurde. Beim mehrmaligen Laden von Spiegeldateien konnte es vorkommen, dass der Wert "Inner Mask" im Fenster "Mirror Evaluation" nicht gesetzt wurde.
*29.10.2004*	Version 2.0A bereitgestellt. Wesentliche Änderungen zur Vorgängerversion: Optimale Ausnutzung des kompletten Bildschirms (17 Zoll-Monitor). Logbuch als Navigator auf der linken Seite des Programmfensters, damit schneller Wechsel zwischen den einzelnen Messreihen möglich. Neue Auswertungen: Relative transversale Aberration, Millies-LaCroix-Graphik Schneller Wechsel zwischen der idealen und der berechneten "besten" konischen Konstante möglich. Auswertungen können mit den kompletten Spiegeldaten entweder als Jpeg-Graphik gespeichert oder in die Zwischenablage kopiert werden.
*22.08.2004*	Version 1.0D bereitgestellt. Wesentliche Änderungen zur Vorgängerversion: Im Wellenfront-Diagramm werden jetzt beide Spiegelhälften dargestellt. Die Eingabelogik wurde komplett überarbeitet: Feldeingaben werden erst beim Verlassen des Feldes und nicht während der Eingabe geprüft; Verwendung des Dezimaltrennzeichens entsprechend der Ländereinstellungen. Das Feld Best Focus wurde in Best ROC umbenannt. Umbenennung des Eingabefeldes Reference Line in Wavefront Scale.
*08.06.2004*	Bugfix für Version 1.0C: Bugfix: Bei den Messwerten konnten zwar negative Werte eingegeben werden. Eine Spiegeldatei mit negativen Messwerten konnte aber nicht mehr geladen werden, es kam die Fehlermeldung "The mirror data file is corrupted". Die Eingabe negativer Messwerte wird jetzt voll unterstützt. Der Eingabebereich für Messwerte geht jetzt von -10000 bis 10000 mm/cm/inches.
*21.03.2004*	Bugfix für Version 1.0C: Bugfix: Wenn die Spiegeldatei ohne den Auswahldialog geöffnet wird (Auswahl aus den "last four", Doppelklick auf Spiegeldatei, automatisches Laden beim Öffnen des Programms), so können neu angelegte Messreihen nicht gespeichert werden.
*17.03.2004*	Version 1.0C bereitgestellt. Wesentliche Änderungen zur Vorgängerversion: Funktionale Änderungen: Eingabe der konischen Konstante, um die gewünschte Spiegelkorrektur festzulegen Berechnung der konischen Konstante (best fit), um den Korrekturzustand (Über-/Unterkorrektur) des Spiegels zu beurteilen. Änderung der Focuslage (Offset from Best Focus), um das optimale Wellenprofil für die weiteren Korrekturarbeiten zu bestimmen. Handlingsverbesserungen: Die Spiegel-Dateien (*.mir) sind mit dem Programm verknüpft. Doppelklick auf eine Spiegeldatei öffnet das Programm sowie die ausgewählte Spiegeldatei. File-Menü: Liste der letzten vier geöffneten Dateien Beim Programmstart besteht die Möglichkeit, immer die zuletzt bearbeitete Spiegeldatei zu öffnen. Wechsel der Eingabefelder in den Tabellen (Couder Screen/Pin Stick, Readings, ...) jetzt auch mit der TAB-Taste.
*23.02.2004*	Bugfix/Erweiterungen für Version 1.0B: Bugfix: Beim Eintragen der Werte in die Zonenmaske kann es in Abhängigkeit der Ländereinstellungen zu einem "Laufzeitfehler 13 - Typen unverträglich" kommen. Bugfix: Im Dialog "Setup Ronchi Grating" konnten im Eingabefeld "Width of Ronchi grating Lines" nur ganzzahlige Werte eingegeben werden. Bugfix: In der mitgelieferten Beispieldatei waren die Spiegel-Daten in Zentimeter, die Messwerte jedoch in Millimeter abgelegt. Dies führte zu sehr schlechten Messergebnissen. Beim Anlegen von Logbucheinträgen wird das Datum und die Uhrzeit in Abhängigkeit der Ländereinstellungen dargestellt.
*29.06.2003*	Bugfix/Erweiterungen für Version 1.0B: Probleme mit Ländereinstellungen behoben: Mit US-amerikanischen Ländereinstellungen wurde das Komma zum Teil um mehrere Stellen nach rechts verschoben. Logbucheinträge können jetzt auch ohne Eingabe der eigentlichen Messwerte gespeichert werden.
*08.03.2003*	Version 1.0B steht bereit. Wesentliche Änderungen zur Vorgängerversion: Auswertung der Messdaten nach Jim Burrows. Die Auswertung nach Texerau wird nicht mehr angeboten, da bei dieser Methode keine Berechnung von RMS und Strehl möglich ist. Die in Version 1.0A vorgestellte Variante, die Referenzparabel nachträglich durch das ermittelte Wellenprofil zu legen (Methode der kleinsten Quadrate), wurde verworfen, da ich im Web keinen Hinweis auf diese Berechnungsmethode finden konnte. Fehler in der Monte-Carlo-Analyse behoben. Die Mittelwerte sowie die Standard-Abweichung wurden verkehrt berechnet. Beim Speichern der Spiegeldaten wird jetzt u.a. die Masseinheit, die verwendete Wellenlänge mit gespeichert, damit diese Werte nicht immer nach dem Laden der Spiegeldaten nachträglich eingestellt werden müssen. Neben der Couder-Maske wird jetzt auch die Pin-Stick-Analyse unterstützt (auch bei der Simulation der Schattenbilder). Alle Programm-Graphiken (Wellenfront-Profil, Monte-Carlo-Analyse, Simulation der Schattenbilder) können gespeichert werden. Die Vorgängerversion war auf Systemen ohne MS-Office nicht lauffähig (Absturz mit Laufzeitfehler 7). In dieser Version sind alle Abhängigkeiten zu MS-Office beseitigt. Dialog für Simulation der Messwerte wurde entfernt, da zu komplex.
*20.10.2002*	Erste Version des Programms als Release-Kandidat (1.0A) zum testen bereitgestellt. Ausser der fehlenden HTML-Hilfe ist das Programm komplett.

Download

Bei den angebotenen Setup-Dateien handelt es sich um selbstextrahierende Exe-Dateien, welche alle benötigten Windows-Controls enthalten. Das Programm benötigt die Laufzeitumgebung für Visual-Basic 6.0, welche ebenfalls zum Download angeboten wird.
Aus Sicherheitsgründen meines Providers kann ich die Installer-Dateien nur noch als gepackte ZIP-Archive anbieten.

Dateiname	Datum	Dateigröße	Beschreibung	Downloads seit dem 03.03.2004
fouc20b.zip	12.02.2006	2.236 KB	Foucault Test Analysis 2.0B Windows Controls
fouc20a.exe	06.04.2005	2.205 KB	Foucault Test Analysis 2.0A Windows Controls
fouc10d.zip	22.08.2004	2.098 KB	Foucault Test Analysis 1.0D Windows Controls
vbrun60sp6.zip	22.08.2004	1.004 KB	Visual Basic Runtime 6.0 SP6

Screenshots

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Eingabe der Spiegeldaten

Im Fenster Mirror Setup geben Sie die Spiegeldaten (Durchmesser, Krümmungsradius) sowie die Radien der Couder-Maske bzw. des Pin-Sticks ein. Außerdem legen Sie hier die wichtigsten Testparameter fest:

Maßeinheit: Zentimeter, Millimeter, Inches
Konische Konstante
Drei Auswertungsmöglichkeiten zur Wahl: Foucault-Test, Lateraler Draht-Test, Caustik-Test
Feststehende / bewegliche Lichtquelle
Festlegung, ob sich die Messwerte vergrößern/verkleinern, wenn der Messtisch nach vorne bzw. seitwärts bewegt wird. Damit entfällt die manuelle Umrechnung der Messwerte.
Effektiver Zonenradius der Couder-Maske: Gibt an, welcher Radius stellvertretend für die die gesamte Zonenbreite angenommen wird. Je nach Wahl der Methode erhalten Sie für den Spiegel unterschiedliche Messergebnisse.

Logbuch / Eingabe der Meßwerte

Im Logbuch auf der linken Seite des Programmfensters sehen Sie alle bis dato eingegebenen Messreihen. Ein einfacher Klick auf eine der Messreihen öffnet das Auswertungsfenster, ein Doppelklick öffnet ein separates Fenster für die Eingabe der Messwerte. Logbucheinträge können jederzeit über das Kontextmenü (rechte Maustaste) gelöscht werden.

Spiegelauswertung

Ein einfacher Mausklick auf einer der Messreihen im Logbuch öffnet den Auswertungsbereich. Sie können zwischen folgenden Auswertungen wählen:

- Wellenfrontgraphik (Waveerror P/V, RMS, Strehl-Wert)
- Relative transversale Aberration
- Millies-LaCroix-Graphik

Die Auswertungen können jederzeit mit allen relevanten Spiegeldaten als Jpeg-Graphik gespeichert oder in die Zwischenablage kopiert werden.
Zur leichteren Lesbarkeit können die Logbucheinträge via Checkbox im Hauptfenster eingeblendet werden.

Monte Carlo Analyse

Der Zweck der Monte-Carlo-Analyse besteht darin, dass der Anwender ein Gefühl für die eigenen Messfehler bekommt.
Bei der Monte-Carlo-Analyse werden mehrere tausend (bis zu 10000) Messreihen simuliert, wobei sich alle simulierten Messwerte um den Mittelwert und innerhalb der Standardabweichungen der eigenen Messwerte bewegen.
Für jede simulierte Messreihe wird der Waveerror, der RMS- sowie der Strehlwert ermittelt. Die Werte werden gesammelt und zu einem Histogramm verdichtet.
Die entstehende Graphik sagt aus, wie gut der Spiegel besten- und schlechtestenfalls ist und wo der Mittelwert liegt.

Simulation der Schattenbilder

Im Fenster Shadowgram können Sie sich anhand Ihrer eigenen Messwerte das Schattenbild simulieren lassen. Der Spiegel kann entweder mit der Messerschneide, einem dünnen Draht, oder dem Ronchi-Gitter betrachtet werden.
Die Lichtquelle ist entweder fix oder beweglich, alternativ können Sie auch den Test am Stern (Lichtquelle im Unendlichen) mit perfekten Seeing simulieren.
Wenn Sie wollen, können Sie den Spiegel auch anhand der Couder-Maske oder einem sog. Pin-Stick vermessen und die Messwerte anschließend nochmals einzugeben.
Drücken Sie die Schaltfläche "Find Measure Point", um die einzelnen Messwerte direkt anzufahren.

Setzen der Programmeinstellungen

Damit Sie nicht bei jeden Programmstart z.B. die Maßeinheiten oder Anzahl der Simulationen für die Montecarlo-Analyse neu festlegen müssen, können Sie alle Grundeinstellungen verändern und speichern. Beim nächsten Programmstart stehen Ihnen die gespeicherten Einstellungen dann automatisch zur Verfügung.

Mit Linear Splines als Interpolationsmethode erhalten sie für Parabolspiegel (Konische Konstante = -1) fast die gleichen Ergebnisse wie in FigureXP.