Flatfield
Englisch: flatfield
Eine ebene Fläche an einem Objektiv oder gekrümmten Spiegel, besonders eine, die versehentlich oder durch Beschädigungen entstanden ist.
Flatfield: wo eine Kurve gekrümmt sein sollte
Ein Flatfield ist ein Bereich auf einer optischen Oberfläche (Linse, Spiegel oder Prisma), bei dem die Krümmung verloren gegangen ist oder absichtlich entfernt wurde, wodurch eine ebene Zone anstelle der vorgesehenen Kurve entsteht. Bei einer Linse kann dies ein kleiner ebener Fleck auf einer ansonsten sphärischen Oberfläche sein. Bei einem gekrümmten Spiegel erscheint es als facettierter oder verschlissener Bereich. Das Flatfield bricht die optische Vorgabe des Elements und streut oder fokussiert das Licht, das durch diese Zone hindurchtritt oder von ihr reflektiert wird, fehlerhaft.
Flatfields entstehen durch mehrere Mechanismen. Schleif- oder Polierfehler bei der Herstellung können eine Oberfläche in einem Bereich unzureichend korrigiert hinterlassen. Mechanische Beschädigungen, thermische Spannungen oder Stöße können einen kleinen Bereich des Glases oder des Spiegelsubstrats abflachen. Bei Präzisionsoptiken verschlechtern selbst minimale Flatfields, Tiefen von nur wenigen Lichtwellenlängen, die Bildqualität deutlich und führen zu Koma, Astigmatismus oder diffusen Halos. Bei großen Spiegelteleskopen reduzieren Flatfields durch Setzungen oder Temperaturgradienten den Kontrast und die Auflösung.
Erkennung und Folgen
Flatfields werden mit Interferometrie, optischen Prüfbänken oder (bei großen Spiegeln) Laser-Kollimation erkannt. Ein kleines Flatfield kann ein optisches System nicht unbedingt unbrauchbar machen, aber seine Auswirkungen verstärken sich durch andere Aberrationen. Bei einem Mikroskopobjektiv oder einer hochöffnungsstarken Linse kann bereits ein Flatfield von 1 Prozent sichtbare Vignetierung oder Feldkrümmung verursachen. Bei astronomischen Aufnahmen verschlechtern Flatfields in Primärspiegeln die Gleichmäßigkeit der Punkt-Ausbreitungsfunktion über die Brennebene.
Der Begriff spiegelt Fertigungs- und Qualitätssprache wider: Eine Oberfläche, die Figure (präzise Krümmung) haben sollte, zeigt stattdessen einen ebenen Fehler. Dies unterscheidet ein Flatfield von Welligkeit, Astigmatismus oder sphärischer Aberration, die systematische, im Design verankerte Fehler sind. Ein Flatfield ist immer zufällig oder abbauend, etwas, das vermieden oder durch Nachschleifen, Austausch oder optische Kompensation im weiteren Strahlengang korrigiert werden muss.