Sie können mit Ihrer Kamera allein scharfstellen, aber sobald Sie eine 2-fach-Barlow-Linse dazwischen schalten, lässt sich kein scharfes Bild mehr erzielen. Der Fokussierer stößt an den Anschlag, das Bild bleibt unscharf. Das liegt nicht an einem Defekt Ihrer Ausrüstung. Es handelt sich um den kontraintuitivsten optischen Effekt von Barlow-Linsen: Sie verschieben die Brennebene – und zwar nicht in die Richtung, die man vermuten würde.
Das ist ein Problem, auf das ich gestoßen bin: Ich konnte mit meiner Kamera keine Karte erstellen, nachdem ich die 2-fach-Barlow-Linse angebracht hatte, während ohne diese alles einwandfrei funktionierte. Hier erfährst du, woran das liegt und wie du das Problem beheben kannst.
Eine Barlow-Linse ist eine streuende Linse. Wird sie in den Strahlengang eingesetzt, streut sie die Lichtstrahlen, die auf den Brennpunkt zulaufen. Das Ergebnis: Das Licht wird weiter hinten, hinter dem Teleskop, gebündelt. Die Brennebene verschiebt sich nach außen aus dem Fokussierer heraus.
Zum Verständnis: Ohne Barlow-Linse befindet sich die Brennebene Ihres Teleskops an einer bestimmten Stelle im Okularhalter. Ihre Kamera wird an dieser Stelle angebracht, und Sie stellen scharf. Wenn Sie eine Barlow-Linse zwischen das Teleskop und die Kamera einsetzen, «verschiebt» die Barlow-Linse die Brennebene nach hinten. Das Licht benötigt mehr Abstand, um zu konvergieren.
Hier wird es knifflig. Um diesen Versatz auszugleichen, muss der Fokussierer in Richtung Teleskop zurückgeschoben werden. Bei vielen Teleskopen, insbesondere bei Newton-Teleskopen und kompakten Refraktoren, reicht der Hub des Fokussierers nach innen jedoch nicht aus. Er stößt an den Anschlag, bevor die verschobene Brennebene den Sensor erreicht.
Die Grundformel für eine Barlow-Linse ist einfach. Wenn FB die Brennweite der Barlow-Linse und d2 der Abstand zwischen der Barlow-Linse und der Brennebene des Okulars oder des Sensors ist, ergibt sich der Vergrößerungsfaktor MB wie folgt:
MB = 1 + d² / FB
Eine typische Barlow-Linse mit 2-facher Vergrößerung hat eine Brennweite von etwa 75 mm. Um eine 2-fache Vergrößerung zu erzielen, muss d₂ = 75 mm sein, das heißt, der Sensor befindet sich 75 mm hinter der Barlow-Linse. Dies ist die Position, für die sie ausgelegt ist.
Es gibt jedoch noch einen weiteren Parameter: d1, den Abstand zwischen der Barlow-Linse und der ursprünglichen Brennebene des Teleskops. Die Beziehung lautet:
d1 = d2 / MB
Bei einer 2-fach-Barlow-Linse (FB = 75 mm, d2 = 75 mm, MB = 2) ergibt sich d1 = 37,5 mm. Die Barlow-Linse muss sich 37,5 mm vor der ursprünglichen Brennebene befinden. Um dies auszugleichen, muss der Fokussierer gegenüber seiner Position ohne Barlow-Linse um 37,5 mm zurückgeschoben werden.
Bei einem Newton-Teleskop mit einer Lichtstärke von f/4 oder f/5 hat der Okularhalter manchmal einen Hub von weniger als 30 mm nach innen. Das reicht für ein einzelnes Okular aus, aber nicht, um die für die Barlow-Linse erforderlichen 37,5 mm auszugleichen. Der Fokussierer stößt an, und Sie können nicht fokussieren.
Das typische Szenario sieht folgendermaßen aus: Sie verwenden eine Astronomiekamera (ZWO, Player One, ToupTek) mit einem Teleskop. Ohne Barlow-Linse funktioniert die Bildaufnahme problemlos. Sie fügen eine 2-fach-Barlow-Linse hinzu, um das Bild für Planeten oder den Mond zu vergrößern. Der Fokussierer ist bis zum Anschlag eingefahren, aber das Bild bleibt unscharf. Was ist passiert?
Die Barlow-Linse hat die Brennebene um etwa 37,5 mm nach hinten verschoben. Ihre Kamera befindet sich nun im richtigen Abstand d2 zur Barlow-Linse (sie befindet sich am Ende des Tubus), aber der Fokussierer hat nicht genügend Hub, um die Verschiebung d1 auszugleichen. Der Sensor ist zu weit von der neuen Brennebene entfernt.
Es gibt drei Lösungen, geordnet nach ihrer Präferenz.
Die meisten Barlow-Linsen verfügen über eine abschraubbare Linse. Anstatt das gesamte Rohr zu verwenden, schrauben Sie die Linse ab und schrauben Sie sie direkt auf den Okularhalter der Kamera (über das M42-Gewinde oder das 1,25-Zoll-Gewinde). Das Ergebnis: Der Abstand d2 verringert sich, wodurch sich auch der Vergrößerungsfaktor verringert (etwa 1,5-fach statt 2-fach), vor allem aber verringert sich der Abstand d1. Die Linse befindet sich näher an der ursprünglichen Brennebene, und der Fokussierer muss einen kürzeren Weg zurücklegen.
Das ist die einfachste und kostengünstigste Lösung. Sie verlieren zwar etwas an Vergrößerung, gewinnen dafür aber die Karte.
Kompakte Barlow-Linsen («Shorty») haben einen kürzeren Tubus und eine stärkere Linse (kürzere Brennweite). Ein typisches 2-fach-Shorty-Barlow-Objektiv ist etwa 78 mm lang, im Vergleich zu 97 mm bei einem Standard-TeleVue-2x-Objektiv. Die Linse befindet sich näher am oberen Ende des Tubus, daher ist d2 kürzer, ebenso wie d1. Der Fokussierer muss einen kürzeren Weg zurücklegen.
Das ist eine Zwischenlösung: Sie behalten den Nennfaktor x2 bei, allerdings mit einer geringeren Verschiebung der Brennebene.
Die Powermates von TeleVue sind telezentrische Barlow-Linsen mit vier Elementen. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Barlow-Linse verschiebt ein Powermate die Brennebene nicht nennenswert. Die Strahlen treten parallel zur optischen Achse aus, was bedeutet, dass die Position des Brennpunkts mit oder ohne Powermate nahezu identisch bleibt. Das ist der grundlegende Unterschied zwischen einer Barlow-Linse und einem Powermate.
Al Nagler, Gründer von TeleVue, erklärt: Die klassische Barlow-Linse mit negativem Element verschiebt die Austrittspupille und die Brennebene. Der Powermate fügt ein positives Doppellinsenelement hinzu, das die Strahlen wieder in ihre ursprüngliche Richtung lenkt, so als wäre der Powermate gar nicht vorhanden. Das Ergebnis: Der Fokussierer muss praktisch keinen zusätzlichen Weg mehr zurücklegen.
Das ist die Premium-Lösung, aber auch die sauberste. Die Powermate-Modelle sind in den Ausführungen 2x, 2,5x, 3x, 4x und 5x erhältlich.
TeleVue bietet zwei Produktfamilien an: die klassischen Barlow-Linsen (2 Linsen, 2-fach und 3-fach) und die Powermate-Linsen (4 Linsen, 2-fach bis 5-fach).
Die 2x-Barlow-Linse von TeleVue (1,25″) hat eine Gesamtlänge von 97 mm und einen Durchmesser von 56 mm. Sie ist parfokal mit den Plössl-Okularen von TeleVue, deren Durchmesser weniger als 32 mm beträgt. Es handelt sich um eine hochwertige Barlow-Linse mit Linsen mit hohem Brechungsindex und einer mehrschichtigen Antireflexbeschichtung. Terence Dickinson schreibt in «Sky and Telescope» (Juli 1997): „Die Technologie hat die früheren Einwände ausgeräumt. Eine moderne Barlow-Linse beeinträchtigt die Optik Ihres Teleskops nicht.“
Die Barlow-Linse 3x TeleVue (1,25″) ist länger: 127 mm Gesamtlänge. Sie ist für kurze Okulare und die Planetenfotografie konzipiert. Gleiche optische Qualität, jedoch für hohe Vergrößerungen ausgelegt.
Der Powermate 2x (1,25″) ist kompakter als die 2x-Barlow-Linse und verschiebt die Brennebene nicht. Er ist die ideale Wahl, wenn Sie ein Problem mit dem Fokusbereich haben. Der Powermate 2,5x (2″) ist die Großformatversion für 2″-Okulare und die Bildaufnahme mit Großformatsensoren. Der Powermate 5x ist für die Planetenaufnahmen im sehr großen Maßstab konzipiert.
Der technische Unterschied ist erheblich. Eine klassische Barlow-Linse mit einem einzigen negativen Element lässt die Strahlen divergieren. Die Strahlen treten fächerförmig aus, wodurch sich die Brennebene nach hinten verschiebt. Ein Powermate fügt hinter dem negativen Element ein positives Doppellinsenelement hinzu. Dieses Doppellinsenelement «richtet» die Strahlen wieder aus und bringt sie parallel zur optischen Achse. Das Ergebnis: Die Position des Brennpunkts ändert sich praktisch nicht.
Konkret bedeutet das: Wenn Ihre Kamera ohne Zubehör an einer bestimmten Position des Fokussierers eine Karte erstellt, wird sie mit einem Powermate 2x die Karte auf wenige Millimeter genau an derselben Position erstellen. Mit einer herkömmlichen 2x-Barlow-Linse muss sie einen Versatz von 37,5 mm ausgleichen. Dieser Unterschied erklärt, warum der Powermate das Problem des Backfokus löst, das bei einer herkömmlichen Barlow-Linse auftritt.
Teleskope vom Typ Schmidt-Cassegrain (SCT) verfügen über einen Fokussierer mit Spiegelverschiebung. Die Fokussierung erfolgt durch Verschieben des Hauptspiegels, was einen enormen Verstellbereich ermöglicht. Bei einem SCT tritt das Problem des Backfokus bei Verwendung einer Barlow-Linse selten auf: Der Spiegel kann sich über einen großen Bereich verschieben, und die Brennebene folgt ihm. Der Versatz von 37,5 mm einer 2-fach-Barlow-Linse wird problemlos ausgeglichen.
Bei einem Refraktor, einem Newton-Teleskop oder einem Maksutov-Teleskop ist der Fokussierer jedoch mechanisch und sein Verstellweg begrenzt. Genau hier liegt das Problem.
Eine Barlow-Linse verschiebt die Brennebene bei einer 2-fachen Vergrößerung um etwa 37,5 mm nach hinten. Wenn Ihr Fokussierer nicht über genügend Hub nach innen verfügt, können Sie die Kartierung nicht durchführen. Drei Lösungen: Die Linse abschrauben und direkt auf die Kamera schrauben (verringert die Vergrößerung auf etwa das 1,5-Fache), eine Shorty-Barlow-Linse verwenden (kürzerer Tubus, geringere Verschiebung) oder auf einen TeleVue Powermate umsteigen (keine Verschiebung der Brennebene). Die TeleVue-Modelle sind aufgrund ihrer optischen Qualität meine Favoriten, und die Powermate-Modelle bieten die sauberste Lösung für das Problem des Backfokus.
Quellen: TeleVue – Powermates ; Agena Astro – Leitfaden zu Barlow-Linsen ; Agena Astro – Back Focus in der Astronomie ; Cloudy Nights – Im Gespräch mit Barlow.
Siehe auch auf Deep Space Astronomy: Rohdaten vom Smart-Teleskop abrufen – Seestar, DWARFLAB und Vespera
Unterschrift: CBurkhalter
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